玉米全基因组LIM基因分析及其进化研究

论文摘要

LIM蛋白是一类富含半胱氨酸和组氨酸，介导蛋白质－蛋白质间相互作用的蛋白质家族，其蛋白分子结构中具有1个或多个锌指结构，广泛存在于真核生物中。该家族成员广泛参与多种细胞的发育、分化调节及多种基因的转录调控等，在植物及动物的生长发育中都起着重要的作用，因此，了解LIM基因的功能和特点具有非常重要的意义。本研究运用生物信息学的方法对玉米和拟南芥全基因组中的LIM蛋白的数目、结构特点和进化关系进行分析，获得了如下主要结果：1．通过DNAtools等生物信息学软件进行搜索和比对，在玉米共发现13个LIM类型基因，拟南芥获得9个LIM类型基因。2．通过对玉米与拟南芥中LIM类型基因进行染色体物理定位分析，结果这些基因在玉米的10条染色体分布不均匀，在9号染色体是没有分布的，1号染色体上分布数目最多，含有3个LIM基因，其次是2号和6号染色体分别含有2个，除9号染色体外其余的染色体都只有1个LIM基因。拟南芥中LIM基因分布是1号染色体上分布数目最多，含有3个，其次是2号、3号和4号染色体各分布2个，5号染色体没有分布。3．通过对LIM类型基因的保守domain序列构建系统进化树，分析了玉米与拟南芥中LIM基因的进化关系，结果玉米的LIM基因进化树主要分为2大分枝，而且2个分枝间具有非常显著的相似性。与拟南芥中LIM基因的进化树进行比较，其余每个分枝都由玉米与拟南芥中的LIM基因共同组成，说明了LIM基因在进化上具有较大的保守性。4．通过对玉米和拟南芥中LIM基因的基序进行分析，结果显示玉米LIM基因的基序结构比较复杂，有的基因基序较长，有1453个氨基酸长度，含有十几种不同的基序，而有的基因基序较短长度还不到100个氨基酸长度，最短的LIM基因只包含3种基序。基本所有的基因都包含motif1、motif2以及motif4这3种基序，说明这3种基序在亲免蛋白的免疫机制中可能发挥着特殊的作用。拟南芥LIM基因中共找到18个motif，经比较发现，基本所有的基因都包含motif2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 LIM 蛋白的结构、分类及功能
• 1.1.1 LIM 蛋白的结构与分类
• 1.1.2 LIM 蛋白的功能
• 1.2 LIM 蛋白的作用
• 1.2.1 LIM 蛋白在动物心血管系统中的作用
• 1.2.2 LIM 蛋白在植物中的作用
• 1.2.3 LIM 蛋白与其他蛋白间的作用
• 1.3 生物信息学简介
• 1.3.1 生物信息学概述
• 1.3.2 生物信息学的特点
• 1.3.3 生物信息学的发展阶段
• 1.3.4 生物信息学介入玉米 LIM 蛋白基因领域研究
• 1.4 生物信息学数据库服务系统及软件
• 1.4.1 生物信息学数据库分类
• 1.4.2 常用的生物信息学数据库
• 1.4.3 生物信息学研究中常用的软件
• 1.5 生物信息学的发展前景
• 2 引言
• 3 材料和方法
• 3.1 基因组数据库序列来源
• 3.2 方法
• 3.2.1 LIM 基因的确定
• 3.2.2 LIM 基因染色体物理位置定位
• 3.2.3 LIM 基因系统进化树的构建
• 3.2.4 玉米与拟南芥中 LIM 基因的同源性分析
• 3.2.5 LIM 基因保守基序的分析
• 4 结果和分析
• 4.1 LIM 基因的确定与命名
• 4.2 LIM 基因染色体物理位置定位
• 4.3 LIM 基因的系统发生分析
• 4.4 玉米与拟南芥中 LIM 基因进化分析的比较
• 4.5 LIM 类型基因的基序分析
• 5 讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介