雷蒙德氏棉扩展蛋白基因家族的鉴定和特征分析

来源：华北农学报杂志2016年第6期北京时间：

作者：雷忠萍, 贺道华, 海江波, 邢宏宜, 赵俊兴, 程雪妮

单位：1. 西北农林科技大学 农学院, 陕西 杨凌 712100;；2. 西北农林科技大学 生命科学学院, 陕西 杨凌 712100

摘要：扩展蛋白具有松驰细胞壁和增加细胞壁柔韧性的功能。为了弄清该基因家族在雷蒙德氏棉中的特征，利用隐马尔科夫模型（HMM）在雷蒙德氏棉基因组中进行扩展蛋白家族基因成员的鉴定，获得了39个扩展蛋白基因家族成员，分布在12条染色体上。系统发育分析将其归入EXPA、EXPB、EXLA和EXLB共4个亚家族，分别含有26，4，3，6个基因。各亚家族中扩展蛋白基因具有相对多样化的基因结构；扩展蛋白基因家族在进化中经历了3次扩张；染色体片段重复是该基因家族扩张的主要方式；扩张后纯化选择占主导地位。比较棉纤维发育不同时期及叶片、花瓣的深度测序和基因芯片表达谱，发现大部分扩展蛋白基因参与了雷蒙德氏棉纤维、叶片和花瓣的生长发育，在不同的时空范围均表现出表达多样性。GrEXLA1、GrEXLA2和GrEXPA16在花瓣中优势表达，GrEXPA23和GrEXPA24在叶片中表达水平较高，推测这些基因的表达分别参与了花瓣和叶片的发育进程；其余的基因，在纤维的不同发育阶段，表现出不同的表达丰度。研究结果有助于了解棉属扩展蛋白基因家族的特征及功能，为深入剖析棉纤维发育过程中的分子调控机理提供了基础。

关键词：雷蒙德氏棉,扩展蛋白,基因结构,系统发育分析,进化分析,表达模式,

基金资助：现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-18-45）；转基因生物新品种培育科技重大专项（2014ZX08005-002）