發(fā)布時(shí)間：2019-11-15 08:14

【摘要】：DELLA基因家族作為GRAS轉(zhuǎn)錄因子超家族中的一個(gè)重要家族,是植物赤霉素信號(hào)調(diào)控的主要因子。DELLA基因的結(jié)構(gòu)與功能表達(dá),在赤霉素信號(hào)傳導(dǎo)中作用的分子機(jī)理,以及與其它植物激素之間的交互作用的分子機(jī)制等方面都進(jìn)行過(guò)較多的研究,但有關(guān)整個(gè)DELLA基因家族在植物中的起源與進(jìn)化關(guān)系的研究則比較少。本論文基于具有全基因組數(shù)據(jù)的植物中各主要分支類(lèi)群的DELLA基因的氨基酸序列,開(kāi)展它們?cè)诒蛔又参镏械钠鹪磁c演化關(guān)系的研究,為深入研究DELLA家族提供有益參考。首先,通過(guò)搜索被子植物模式種的全基因序列,進(jìn)行DELLA基因家族在被子植物中的系統(tǒng)發(fā)育框架的初步構(gòu)建。我們共收集到被子植物11科19個(gè)種的DELLA基因的序列,通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)在被子植物中除薔薇科蘋(píng)果的兩條序列以外,其它所有被子植物DELLA序列形成支持率為100%的一支,其中雙子葉植物發(fā)生基因復(fù)制形成兩個(gè)大的分支,并且每支都包含了相應(yīng)的薔薇類(lèi)和菊類(lèi)兩大主要類(lèi)群,但是不同類(lèi)的物種所包含的基因的拷貝數(shù)的情況不一致。另外發(fā)現(xiàn)在被子植物中可能還存在獨(dú)立的一個(gè)孑遺的支系。其次,在前面的系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上,結(jié)合葡萄科的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),探討DELLA基因家族在葡萄科中的拷貝數(shù)與系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系,特別是驗(yàn)證在被子植物中是否存在第三支。分析結(jié)果表明葡萄科中DELLA基因家族被分為三大支,前兩支關(guān)系較近,并證實(shí)后一支在被子植物中為孑遺的一支。通過(guò)Pfam數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)域的搜索,并使用MEME軟件對(duì)結(jié)構(gòu)域進(jìn)行注釋,表明在葡萄科中N端的結(jié)構(gòu)域有著明顯差異。GROUP1比GROUP2和GROUP3的保守基序缺少了motif 4,11,15,17,18,22的保守位點(diǎn),這可能是GROUP1在DELLA基因家族中分化較早,而GROUP2和GROUP3在后來(lái)的遺傳分化發(fā)生了較多的氨基酸的突變或功能分化。最后,全面搜集植物全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)序列,獲取所有的DELLA基因家族的氨基酸序列,構(gòu)建DELLA基因家族在植物中全面的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系,以及分析其基因基序和保守域變異情況。研究結(jié)果表明DELLA基因家族在被子植物起源之前已經(jīng)開(kāi)始分化,至少?gòu)姆N子植物開(kāi)始,出現(xiàn)一次早期的基因復(fù)制事件,形成了兩個(gè)支系,其中被子植物分支I為主要分支,包括了被子植物的各處主要分支,并且在雙子植物中發(fā)生整體復(fù)制分化為兩個(gè)分支,而被子植物分支II為比較孑遺的支系,只包括了部分被子植物類(lèi)群。DELLA基因在C端的GRAS結(jié)構(gòu)域具有高度保守性,N端的結(jié)構(gòu)域則在不同分支類(lèi)群中有很大的差異。
【圖文】：

GRAS超家族結(jié)構(gòu)圖解

GRAS的8個(gè)家族結(jié)構(gòu)域位點(diǎn)[2]
【學(xué)位授予單位】：吉首大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q941;Q943.2

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本文編號(hào)：2561227