植物Bowman-Birk蛋白酶抑制剂家族的基因组学分析

本研究首先利用 HMMER 软件对从植物基因组网站 phytozome 上下载的 16 种植物的基因组进行检索，再利用 Pfam 和 SMART 数据库进一步验证，最终获得 91 个 Bowman-Birk 基因。随后进行理化性质分析、系统发育分析、染色体定位及表达分析等。多序列比对结果表明 CCD 在 Bowman-Birk 抑制剂中保守性最高，此外多个位点的 Cys 也具有一定程度的高保守性，表明二硫键在维持 Bowman-Birk 抑制剂的结构稳定性和抑制活性发挥了至关重要的作用。系统发育分析的结果显示 Bowman-Birk 基因分为单子叶植物和双子叶植物 2 个簇，表明 Bowman-Birk 基因家族的基本特征在单双子叶植物分离之前就已经形成。EST 表达分析结果表明 Bowman-Birk 在不同植物组织中的表达具有差异性，例如大豆的 Bowman-Birk 基因主要在豆荚中表达，其次是种子，而水稻主要在叶和根中表达。由于豆荚和叶等组织易受到昆虫侵食，因此在这些部位表达 Bowman-Birk 蛋白酶抑制剂基因有助于增强植物对昆虫的抗性。而种子和根等器官与植物生长发育密切相关，因此 Bowman-Birk 抑制剂在种子和根中的高表达可能与植物逆境胁迫响应相关。