水稻擴(kuò)展蛋白家族的生物信息學(xué)分析

施楊，徐筱，李昊陽，徐倩，徐吉臣

北京林業(yè)大學(xué)，林木育種國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京100083

擴(kuò)展蛋白(Expansin)是植物細(xì)胞壁的重要組成成分，通過打斷細(xì)胞壁纖維素與半纖維素的非共價(jià)鍵，釋放細(xì)胞壁多聚物的機(jī)械張力，以增加細(xì)胞壁的柔韌性[1,2]。眾多研究表明，擴(kuò)展蛋白除具有增大細(xì)胞的功能外，幾乎參與了植物的整個(gè)發(fā)育過程，包括細(xì)胞生長[3～11]、種子萌發(fā)[8,12～15]、根毛形成[9,16,17]、根系生長[8,14,18～22]、葉原基形成[8,18,20,23]、葉子生長發(fā)育[20,24～26]、果實(shí)成熟[9,27,28]、器官脫離[9]、花粉管生長[9,20,29,30]等，在植物抗逆[31～37]方面也具有不可忽視的作用。

作為植物基因組中一類重要的基因家族，擴(kuò)展蛋白在已檢測的所有種子植物中都有廣泛的分布，不同物種所含的家族成員在基因數(shù)量、序列組成、基因功能等方面都有很大的不同[38]。水稻(Oryza sativaL.)作為世界上最為重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，已于2002年完成基因組測序[39]。統(tǒng)計(jì)分析顯示，水稻基因組中存在多達(dá)58個(gè)擴(kuò)展蛋白基因家族成員，這些基因蛋白在水稻的生長、發(fā)育、生殖、抗逆等重要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)上執(zhí)行重要的作用。本文依據(jù)水稻基因組測序的結(jié)果，對(duì)水稻擴(kuò)展蛋白基因家族成員的組成、染色體分布、基因結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)等生物學(xué)信息進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以期為功能研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

水稻擴(kuò)展蛋白的基本數(shù)據(jù)來源于 Daniel Cosgrove實(shí)驗(yàn)室建立的網(wǎng)站(http://www.bio.psu.edu/expansins/)，以及水稻基因組最新數(shù)據(jù)版本v3.0(http://rgp.dna.affrc.go.jp/)。

1.2 方法

1.2.1 擴(kuò)展蛋白家族基因染色體的物理定位

依據(jù)Daniel Cosgrove實(shí)驗(yàn)室建立的網(wǎng)站提供的水稻擴(kuò)展蛋白基因信息，確定每一個(gè)基因的染色體物理位置，使用MapDraw軟件[40]繪制擴(kuò)展蛋白基因在水稻染色體上的分布圖。……