玉米PEX11基因家族的生物信息学分析

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摘要：PEX11是参与过氧化物酶体发生及增殖调控的关键因子，普遍存在于真核细胞中。PEX11在真菌、水稻等物种和人类中已有较多研究，但在重要作物玉米中的成员和功能还不明确。本文采用生物信息学方法鉴定出玉米中5个PEX11基因。基因复制分析表明，有1对基因（ZmPEX11-2和ZmPEX11-5）起源于片段复制事件。系统发育分析表明，该家族蛋白可分为2个亚族，说明其成员已经发生分化；在系统发育树的末端发现了2对旁系同源基因，说明该家族以物种特异的方式进行了扩增。基于芯片数据的表达分析表明，ZmPEX11的表达已经发生了分化。部分基因主要在叶片中表达，而其他基因在除叶片之外的其他组织器官中表达。这些成果为玉米PEX11的进一步功能分析奠定基础。70585

毕业论文关键词：玉米，PEX11，生物信息学分析，表达分析

Abstract: PEX11 proteins widely exist in eukaryotic cells and are key factors in the regulation of peroxisome biogenesis and proliferation。 PEX11 genes have been extensively studied in fungi, rice and human beings; however, litter is known about their members and function in important crop maize。 In this study, 5 PEX11 genes were identified from maize using bioinformatics approaches。 Gene duplication analysis showed that one pair of genes (ZmPEX11-2 and ZmPEX11-5) arisen from segmental duplication。 Phylogenetic analysis pided ZmPEX11 proteins into two subfamilies, suggesting that proteins of this family have perged; 2 pairs of paralogous genes were identified in the terminal of the phylogenetic tree, indicating that the family has expanded in a species-specific manner。 Expression analysis based on microarray data suggests that ZmPEX11 expression has perged; some of them are mainly expressed in leaves, while others are expressed in other tissues and/or organs except leaves。 These results are useful for further functional analysis of maize PEX11 genes。

Keywords: maize, PEX11, bioinformatics analysis, expression analysis

1 引言 3

2 材料与方法 4

2。1 玉米PEX11基因的系统鉴定 4

2。2 染色体分布和基因复制分析 4

2。3 多序对比和系统发育分析 4

2。4 基因表达模式分析 4

3 结果与分析 4

3。1 玉米中的PEX11基因 4

3。2 ZmPEX11染色体分布和复制分析 5

3。3 ZmPEX11蛋白系统发育分析 7

3。4 ZmPEX11表达模式分析 8

讨论 9

参考文献 10

致谢 11

1 引言

过氧化物酶体(Peroxisome，P)是广泛存在于真核细胞中的一种单层膜包被的细胞器[1]。过氧化物酶体含有约50种酶类，参与多种重要的生化代谢过程，如光呼吸调节、脂肪酸β氧化、乙醛酸循环、活性氧调节等[2-3]。目前研究发现过氧化物酶体的产生主要有三种途径：一、在内质网（Endoplasmic reticulum, ER）上以出芽的方式形成；二、前过氧化物酶体以伸长和分裂产生新的过氧化物酶体；三、随着细胞分裂的过程，母细胞中的过氧化物酶体被分配到子细胞内[4-5]。细胞中多余及丧失功能的过氧化物酶体则通过选择性的自噬机制降解[6]。另外，过氧化物酶体的大小、数量及含酶的种类与含量会根据细胞类型、生物种类、生长阶段以及亚细胞的环境的改变而变化，这一过程被称为过氧化物酶体的动态变化。而生物正常生命活动与过氧化物酶体的动态变化密切相关，过氧化物酶体的异常变化会使生物代谢及生长障碍[5]。文献综述