雷蒙德氏棉plant-U box(GrPUBs)基因家族生物信息学分析

PUBs 蛋白调控了作物的生长发育，响应非生物胁迫和生物胁迫的过程。为探讨棉花中 U-box 类型泛素连接酶家族，本研究利用生物信息学方法分析了二倍体雷蒙德氏棉中 PUBs 的数目、进化、基因结构、结构域分布及基因表达模式。结果表明，雷蒙德氏棉中有 93 个 GrPUBs 基因家族成员，基因长度为 1 101~11 191 bp。亚细胞定位表明，GrPUBs 编码产物大部分定位在细胞质和细胞核中，少数定位在胞外基质线粒体中。根据除 U-box 以外所含结构域将该家族成员分为 7 类，分别含有 UFD2 结构域、ARM 结构域、激酶结构域、只含 U-box、WD-40、TPR 以及异构酶结构域。GrPUBs 基因家族染色体定位显示，基因在 13 条染色体上均有分布，但分布不均匀。在第 5 条染色体最多，有 11 条基因序列，第 4、第 12 和 Scaffold 染色体上的基因最少，仅有 2 条。基因结构分析表明，基因内含子的数目变化较大，在 0~17 之间，且具有相似结构的基因，其编码蛋白聚为一类。基因表达模式分析发现，GrPUBs 成员表达差异很大。几乎 1/3 的基因在花中优势表达，个别基因在开花后 10 d、20 d、30 d 和 40 d 的种子中表达量高于在叶和花中的表达，如 Gorai.006G251300。本试验为深入研究 U-box 类型泛素连接酶在棉花生长发育及抗逆的机理提供了理论指导。