大蒜全基因組WOX基因家族鑒定及密碼子使用偏性分析

董新玉，鄧 浪，張亞春，陳國發(fā)，李樹鋒

(1.大理州農業(yè)科學推廣研究院經濟作物研究所，云南 大理 671000；2.云南農業(yè)職業(yè)技術學院，昆明 650031)

【研究意義】大蒜(AlliumsativumL.)是百合科蔥屬植物，是一種重要的的蔬菜、香料和藥用作物，2018年全世界大蒜種植面積高達154.7萬hm2，產量達2849.4萬t[1]。近年來，隨著分子生物學技術的快速發(fā)展，越來越多的學者從傳統(tǒng)的栽培育種轉向從細胞分子層面研究大蒜的生長發(fā)育和遺傳進化，并在大蒜遺傳多樣性分析、基因組學、轉錄組學和基因表達與功能驗證等方面獲得較多研究成果[2]。目前，大蒜全基因組數(shù)據(jù)已經公布[3]，為加快研究大蒜基因功能和進化提供了更為有效的途徑?！厩叭搜芯窟M展】WOX(WUSCHEL-related homeobox)轉錄因子屬于HB(Homeobox)轉錄因子超家族，是植物中廣泛存在的一類轉錄因子，也是植物所特有的一類轉錄因子[4]。WOX家族成員在擬南芥、棉花、水稻和番茄等植物中已得到鑒定[4]。其中，擬南芥WOX基因家族包含15個成員[5]，棉花中有37個成員，水稻和番茄中分別有12和10個成員[6-8]。Graaff等對不同物種的WOX家族蛋白進行進化分析發(fā)現(xiàn)，WOX家族蛋白被分為遠古支(Ancient clade)、中間支(Intermediate clade)和WUS支(WUS clade)[5]。功能研究發(fā)現(xiàn)，WOX家族蛋白在植物干細胞維持、器官發(fā)育、激素信號轉導、初生和次生物質代謝及抗逆響應等過程中發(fā)揮著重要的調節(jié)作用[5,9-11]。有研究指出，密碼子具有簡并性，在遺傳信息的傳遞過程中發(fā)揮著重要的作用[12]。在長期進化過程中，不同物種會形成獨特的適應自身基因組環(huán)境的密碼子使用偏性(Codon usage bias，CUB)[13]。密碼子使用偏性會隨著基因組中大部分基因或者特定基因的變化而改變[14]?！?br>