毛竹GRF基因家族的鉴定及PheGRF11分子特征分析

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毛竹是世界上重要的经济竹种之一,栽培历史悠久,生态价值高,用途广,兼具食用、药用、造纸、材用和防风固沙等多种功能。生长调节因子(GRF)是植物特有的小型转录因子家族,其成员在植物生长和发育过程中起着重要作用。水稻、玉米、杨树和茶树等GRF全基因组鉴定以及功能分析已经展开了大量的报道。本研究以毛竹为试验材料,对GRF基因家族展开全面研究。首先,从毛竹基因组数据库中鉴定出了18个GRFs,并对其保守基序,结构特征等进行了分析。其次,通过组织表达模式以及荧光定量(q RT-PCR)分析了毛竹GRFs在不同组织和发育阶段的表达量和激素诱导表达模式。最后,对PheGRF11进行亚细胞定位、蛋白互作等实验分析。研究结果如下:1.从毛竹基因组中鉴定出18个GRFs,将它们分为三个亚家族(A,B和C)。对PheGRFs基序组成和外显子/内含子结构进行分析,表明大多数成员在相同的亚家族中具有保守的结构特征。2.对毛竹GRF基因家族进化选择压力分析,旁系同源和直系同源的Ka/Ks率小于1,表明GRF基因家族在进化过程中主要经历了纯化选择。旁系同源对(Phe-Phe)的Ks值的分布在0.093-0.476,因此表明毛竹GRF基因家族大约在7.18至36.65万年前经历了一次大规模的复制事件。3.毛竹GRF基因家族热图分析,结果表明GRFs参与毛竹组织器官的形成和发育。通过q RT-PCR分析,研究了GA3,Me JA和ABA三种激素诱导下18个GRFs的表达水平,结果表明18个PheGRFs均受激素调控,且在植物激素和生理过程中极可能具有关键调节作用。GO注释分析显示了PheGRFs调控植物发育等生物学过程,启动子分析表明其包含大量与激素相关的顺式作用元件。这些结果表明,毛竹GRF蛋白极有可能参与调控植物发育的生物过程。4.通过亚细胞定位分析,PheGRF11是核定位蛋白。酵母双杂交和双分子荧光互补分析(Bi FC)分析表明其可以在酵母和植物中与毛竹GIFs相互作用。但是PheGRF11在酵母中没有自转录活性。
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