番茄PPR基因家族的鑒定與生物信息學分析

丁安明,李凌,屈旭,孫亭亭,陳雅瓊,宗鵬,李尊強,龔達平,孫玉合

1.中國農業科學院煙草研究所,煙草行業煙草基因資源利用重點實驗室,青島 266100;2.大理州煙草公司彌渡縣公司,大理 675600;3.牡丹江煙草科學研究所,牡丹江 157011

典型的 PPR(Pentatricopeptide repeats)蛋白包含2～27個串聯重復的含有35個氨基酸殘基的PPR或PPR相關結構域; 在其序列N端一般含有長度可變、不保守的細胞器定位序列; 部分序列 C端還含有1～3個非 PPR 結構域-E、E-E+或 E-E+-DYW[1～3]。PPR基因家族在植物特別是陸生植物中廣泛存在[1],其在植物生長發育過程中發揮著廣泛而且至關重要的作用,例如參與線粒體和葉綠體基因轉錄后加工(包括 RNA編輯、剪接、剪切、翻譯和降解等)、調控細胞質雄性不育相關基因的表達、參與調控胚胎形成和植物生長發育等[2,4～6]。

第一個PPR基因由 Manthey等[7]在釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiaeL.)中發現; 第一個植物PPR基因為玉米(Zea maysL.)crp1[8]。隨后,大量PPR基因通過其突變體被鑒定出來。2000年,Small和Peeters[9]在對擬南芥(Arabidopsis thalianaL.)進行全基因組分析時發現,具有 PPR結構特點的基因組成一個基因家族,并將其命名為PPR基因家族以方便對其進行描述。之后,該研究組對擬南芥 PPR基因家族進行了系統分析,預測和鑒定了擬南芥基因組441個PPR編碼基因,并研究了其組織結構、亞細胞定位和表達特點等[1]。當前,在植物中鑒定基因家族的方法主要有分子生物學和生物信息學兩種。隨著多個真核生物基因組計劃和基因注釋工作的完成,生物信息學策略雖然存在假陽性較高的缺點,但利用其對基因家族成員進行功能鑒定和預測,對分子生物學實驗具有重要的指導意義。……