葡萄SBP-box转录因子家族的生物信息学分析及其应答激素调控葡萄果实成熟的作用.pdf

南 京 农 业 大 学 学 报 2018,41(3):429-439 http:/nauxb.njau.edu.cnJ o u r n a l o f N a n j i n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y DOI:10.7685/jnau.201706045 收 稿 日 期 :2017-06-29 基 金 项 目 : 中 国 博 士 后 第 七 批 特 别 资 助 项 目(2014T70533); 江 苏 省 农 业 科 技 自 主 创 新 资 金 项 目CX(16)1013; 国 家 博 士 后 基 金 面 上 项 目 (2013M531373) 作 者 简 介 : 崔 梦 杰, 硕 士 研 究 生。 * 通 信 作 者: 王 晨, 副 教 授, 研 究 方 向 为 葡 萄 遗 传 育 种 与 基 因 组 学,E-mail:wangchennjau.edu.cn。 崔 梦 杰, 王 晨, 冷 翔 鹏, 等. 葡 萄SBP-box 转 录 因 子 家 族 的 生 物 信 息 学 分 析 及 其 应 答 激 素 调 控 葡 萄 果 实 成 熟 的 作 用J. 南 京 农 业 大 学 学 报, 2018,41(3):429-439. 葡 萄SBP-box 转 录 因 子 家 族 的 生 物 信 息 学 分 析 及 其 应 答 激 素 调 控 葡 萄 果 实 成 熟 的 作 用 崔 梦 杰 1 , 王 晨 1* , 冷 翔 鹏 1 , 吴 伟 民 2 , 汤 崴 1 , 张 文 颖 1 , 朱 旭 东 1 , 贾 海 锋 1 , 沈 文 飚 3 , 房 经 贵 1 (1. 南 京 农 业 大 学 园 艺 学 院, 江 苏 南 京210095;2. 江 苏 省 农 业 科 学 院, 江 苏 南 京210014; 3. 南 京 农 业 大 学 生 命 科 学 学 院, 江 苏 南 京210095) 摘 要 : 目 的 本 文 旨 在 分 析 已 知 葡 萄( V i t i s v i n i f e r aL.)SBP-box 家 族 基 因 基 本 信 息, 研 究 其 在 葡 萄 果 实 发 育 成 熟 过 程 中 的 调 控 作 用。 方 法 利 用 葡 萄 转 录 因 子PlantTF 数 据 库(http:/planttfdb.cbi.pku.edu.cn/index.php?sp=Vvi) 查 询 并 获 得 S B P - b o x 基 因, 采 用ClustalX2、DNAMAN6、WebLogo3、MEGA4.1 和GeneStructureDisplayServer 等 软 件 对 其 基 因 与 蛋 白 序 列 进 行 生 物 信 息 学 分 析。 利 用Plantcare 软 件 分 析 葡 萄 转 录 因 子SBP-box 家 族 成 员 的 启 动 子 元 件, 预 测 其 与 果 实 发 育 及 成 熟 过 程 相 关 的 潜 在 作 用。 采 用RT-qPCR 技 术 研 究 V v S B P 基 因 在 果 实 发 育 成 熟 过 程 中 的 作 用。 结 果 从 转 录 因 子 数 据 库 中 共 得 到19 个 葡 萄 S B P - b o x 基 因。 SBP-box 结 构 域 分 析 显 示, 多 达61 个 位 点 氨 基 酸 具 有 较 高 的 保 守 性。 进 化 树 分 析 结 果 显 示, 葡 萄 S B P - b o x 基 因 共 分 为3 个 亚 组。 染 色 体 定 位 分 析 显 示, V v S B P 基 因 在1 号 染 色 体 上 分 布 最 多(4 个), 其 次 是 染 色 体5、15、 4、7、8、10、11、12、14、17、18 和19, 染 色 体2、3、6、9、13 和16 则 没 有 分 布。 启 动 子 作 用 元 件 分 析 表 明,SBP-box 家 族 所 有 成 员 的 启 动 子 均 含 有 与 果 实 发 育 和 成 熟 相 关 的 作 用 元 件。 结 合RT-qPCR 结 果, 发 现 约9 个 成 员 可 能 促 进 了 葡 萄 果 实 的 成 熟 过 程, 且 大 部 分 成 员 属 于 第1 亚 组 和 第3 亚 组; 约7 个 成 员 可 能 促 进 了 葡 萄 果 实 的 生 长 发 育, 但 抑 制 了 果 实 的 转 色 与 成 熟 过 程, 且大部分 成员属于第2 亚组。 结 论 葡 萄 S B P - b o x 基 因结 构 高度保 守, 多数 成员 参 与调 控果 实 发育 与成 熟 过程。 关 键 词 : 葡 萄;SBP-box; 转 录 因 子; 生 物 信 息 学 分 析; 表 达 分 析 中 图 分 类 号 :S663.1    文 献 标 志 码 :A    文 章 编 号 :1000-2030 (2018 )03-0429-11 BioinformaticanalysisoftheSBP-boxtranscriptionfactor andfunctionoftheirregulationmodesonberryripening processbyrespondingtohormones CUIMengjie 1 ,WANGChen 1* ,LENGXiangpeng 1 ,WUWeimin 2 ,TANGWei 1 ,ZHANGWenying 1 , ZHUXudong 1 ,JIAHaifeng 1 ,SHENWenbiao 3 ,FANGJinggui 1 (1.CollegeofHorticulture,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China; 2.JiangsuAcademyofAgriculturalSciences,Nanjing210014,China; 3.CollegeofLifeSciences,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China) Abstract:ObjectivesTheaimofthispaperistoanalyzethebasicinformationof S B P - b o xgenesofgrape( V i t i s v i n i f e r aL.),and studytheirregulationfunctiononberryripeningprocess.MethodsSBP-boxfamibygenesintranscriptionfactordatabasePlantTF (http:/planttfdb.cbi.pku.edu.cn/index.php?sp=Vvi)werequeriedandobtained,andtheaminoacidsequenceswereanalyzedwith ClustalX2,DNAMAN6,WebLogo3,MEGA4.1andGeneStructureDisplayServerbioinformaticssoftwares.Thepotentialfunction ofSBP-boxtranscriptionfactormembersingrapedevelopmentandmaturationprocesswaspredictedbyanalyzingtheirpromotermotif elements using the Plantcare software. And the regulation function on berry ripening process was studied by RT-qPCR. ResultsTotally19 S B P - b o xgeneswerefoundintranscriptionfactordatabase.Theresultsofdomainanalysisindicatedthat48 aminoacidsofgrapeSBP-boxdomainwerehighlyconserved(exceptfor V v S B P - l i k e 1and V v S B P - l i k e 2).Theresultsofphylogenetic treerevealedthatgrape S B P - b o xgenesweredividedinto3subclasses.Chromosomemappinganalysisshowedthatthelargestnumber ofgrape S B P - b o xgeneswerefoundonchromosome1(fourgenes),followedbychromosome5,15,4,7,8,10,11,12,14,17,18and 19,andno S B P - b o xgenesonchromosome2,3,6,9,13and16.AllSBP-boxmemberscontainedelementsrelatedtograpeberry 南 京 农 业 大 学 学 报 第41 卷 developmentandripening.RT-qPCRresultsindicatedthatninemembers,thefirstandsecondsubclass,probablypromoteberryripe- ningprocess,andnearlysevenmembers,thesecondsubclass,promotethegrowthanddevelopmentofgrapeberrybutinhibitthe berryripening process. Conclusions V v S B P genes are highly and structurally conserved and most members participated in regulatingberrydevelopmentandripeningprocess. Keywords:grape( V i t i s v i n i f e r aL.);SBP-box;transcriptionfactor;bioinformaticanalysis;expressionanalysis 葡 萄( V i t i s v i n i f e r aL.) 是 世 界 四 大 水 果 之 一, 其 栽 培 面 积 和 产 量 位 居 世 界 第 二 1 , 是 我 国 主 要 栽 培 果 树。 葡 萄 果 实 发 育 与 成 熟 是 果 树 生 长 发 育 的 重 要 阶 段, 是 果 实 品 质 形 成 的 生 物 学 基 础。 所 以, 利 用 分 子 生 物 学 手 段 改 善 和 改 良 葡 萄 外 在 和 内 在 品 质 应 该 是 今 后 的 重 点 发 展 趋 势。 SBP-box 是 植 物 特 有 的 调 控 生 长 发 育 的 重 要 转 录 因 子 家 族, 它 最 早 是 从 金 鱼 草( A nt i r r hi nu m m a j u s) 花 序cDNA 文 库 中 筛 选 到 的, 因 其 能 够 识 别 并 结 合 到SQUAMOSA(SQ-UA) 的 启 动 子 上 而 得 名 2-3 。 SPL(SQUAMOSApromoter-bindingprotein- like) 是 类 似SBP-box 的 一 类 转 录 因 子 的 总 称。 SPL 基 因 编 码 了 一 个 高 度 保 守 的SPL 区, 该 区 域 含 有 约80 个 氨 基 酸 残 基, 包 括2 个 锌 指 结 构 和1 个 核 定 位 信 号,2 个 锌 指 结 构 域Zn 2+ 的 顺 序 结 合 模 式,Zn 2+ 和 核 定 位 信 号 在 蛋 白 与DNA 结 合 过 程 中 是 必 需 的 4 。 研 究 表 明SBP-box 转 录 因 子 在 植 物 中 广 泛 存 在, 且 在 植 物 生 长 发 育 的 多 个 方 面 起 着 重 要 作 用 5-8 。 据 报 道,SBP-box 转 录 因 子 在 植 物 花 的 形 成 及 后 期 发 育, 植 物 的 育 性, 营 养 生 长 向 生 殖 生 长 的 转 型, 叶 的 形 态 建 成, 环 境 信 号 应 答 等 方 面 均 发 挥 重 要 作 用 7-8 。 目 前, 模 式 植 物 中 已 鉴 定 出 大 量 的SBP-box 家 族 成 员, 但 不 同 物 种 间 家 族 成 员 的 数 量 与 功 能 存 在 重 要 差 异, 且 该 类 转 录 因 子 的 研 究 主 要 集 中 在 花 器 官 形 成 与 开 花 时 间 的 发 育 调 控 方 面。 相 比 之 下, 葡 萄 方 面 相 关 研 究 很 少, 有 关 SBP-box 调 控 葡 萄 果 实 成 熟 的 研 究 更 无 报 道。 本 研 究 对 葡 萄 S B P - b o x 基 因 进 行 系 统 分 类 并 分 析 其 在 果 实 发 育 过 程 中 的 表 达 情 况 及 其 应 答 激 素 的 模 式, 旨 在 从 转 录 因 子 角 度 认 识 葡 萄 果 实 成 熟 发 育 过 程, 也 为 开 展 葡 萄 果 实 发 育 与 成 熟 过 程 的 分 子 调 控 提 供 一 定 的 理 论 依 据。 1 材 料 与 方 法 1.1 试 验 处 理 及 指 标 测 定 试 验 于2016 年5 月31 日2016 年9 月4 日 在 江 苏 省 农 博 园 葡 萄 园 内 进 行。 园 区 位 于 句 容 市, 属 于 亚 热 带 季 风 气 候, 年 均 气 温15.4, 年 降 雨 量1150mm。 供 试 材 料 为5 年 生、 欧 亚 种 葡 萄 魏 可(Muscat BaileyARubelMuscatX), 株 距 为1.0m, 行 距 为2.5m, 双 十 字V 型 架, 避 雨 栽 培。 选 取 生 长 势、 负 载 量 较 为 一 致 的 魏 可 葡 萄, 根 据 前 人 研 究 9-11 和 预 试 验 结 果, 用100mgL -1 脱 落 酸 (ABA) 和200mgL -1 萘 乙 酸(NAA) 水 溶 液 进 行 处 理, 以 清 水 处 理 作 为 对 照。 每 个 处 理 选 定6 株 长 势 较 为 一 致 的 植 株, 每2 株 为1 个 重 复, 共 设3 次 重 复。 于 果 实 转 色 前1 周(7 月28 日) 进 行 喷 施 果 穗 处 理, 从 上 午08:00 开 始, 每 小 时 喷 施1 次, 共 喷 施3 次, 每 次 均 喷 施 果 穗 至 完 全 淋 湿 状 态。 于 葡 萄 幼 果 期( 花 后3d,5 月31 日)、 第1 次 果 实 膨 大 期( 花 后13d,6 月10 日)、 硬 核 期( 花 后37d, 7 月4 日)、 果 皮 褪 绿 期( 花 后47d,7 月14 日)、 转 色 前1 周( 花 后61d,7 月28 日)、 转 色 初 期( 花 后69d, 8 月5 日)、 转 色 中 期( 花 后84d,8 月20 日) 和 完 熟 期( 花 后99d,9 月4 日) 进 行 取 样, 分 别 从 对 照 与 处 理 的 植 株 中 随 机 选 择4 果 穗, 每 穗 上、 中、 下3 个 部 位 随 机 采 取3 个 果 粒。 样 品 采 集 后 立 即 投 入 液 氮 中 速 冻 后 带 回 实 验 室 于-70 冰 箱 中 保 存 备 用。 1.2 葡 萄 S B P - box 基 因 在 果 实 发 育 过 程 中 的 表 达 采 用CTAB 方 法 12 提 取 葡 萄 果 实8 个 发 育 时 期 样 品, 以 及ABA 和NAA 处 理 及 对 照 果 实 样 品 的 总 RNA。 cDNA 的 合 成 以 提 取 的 果 实 总RNA 为 模 板, 参 考PrimeScript TM RT-PCR 试 剂 盒(TaKaRa) 说 明 书 进 行 反 转 录。 采 用 葡 萄 V v A c t i n( 登 录 号:XM 002273532) 作 为 内 参 基 因。 从 葡 萄 转 录 因 子 数 据 库(http:/ planttfdb.cbi.pku.edu.cn/index.php?sp=Vvi) 下 载 葡 萄 的19 个SBP-box 家 族 成 员 的 基 因 序 列, 通 过NCBI 中 Nucleotide Blast(https:/blast. ncbi. nlm. nih. gov/Blast. cgi? PROGRAM = blastn945s,6015s,7210s,40 个 循 环。 试 验3 次 重 复。 反 应 结 束 后 分 析 荧 光 值 变 化 曲 线 以 及 熔 解 曲 线 13-14 。 试 验 数 据 用 C T 法 15 分 析, 采 用Excel2013 软 件 绘 图。 表1 引 物 序 列 Table1 Primersofsequences 基 因 名 称Genename 引 物 对 序 列(53)Primerpairssequence V v S B P 1 - l i k e 1 CCTTGCTGGGAAAGTCGAAC/TTGGGATGCACGTTGGAAAG V v S B P 1 - l i k e 2 CCTTGCTGGGAAAGTCGAAC/TTGGGATGCACGTTGGAAAG V v S B P 1 - l i k e 3 TGCACTGCTGATCTCACTGA/TCATTGTGTCCTGCCAAACG V v S B P 1 - l i k e 4 TGGGTTAGGGTTTGGAGAGG/GTGCCGCTTGTGGTATCTTT V v S B P 1 - l i k e 5 TGCTTGATGGTACTGTGGGT/ATCCCTACCAGCTGCAATGT V v S B P 2 GCCAACAGTGTAGCAGGTTC/TGCTGCTTCCCACCATAGAA V v S B P 3 - l i k e 1 AGAGGTACCACAGAAGGCAC/CTTCTGCGCTGGTTATGTCC V v S B P 3 - l i k e 2 CCAAGTCTTCTACCACCCCA/CTTAAACAGCGCCCTACCAC V v S B P 6 TGCTTCCCAGTAACCCAAGT/ACAATCAGCCAATCTCCCCA V v S B P 7 - l i k e 1 GAGGAGATTAGCAGGGCACA/AGTTCTGCTGAGGAAACCCA V v S B P 7 - l i k e 2 ATCATCGACGGCATAGGGTT/TTCCTTTTCAACCGTGCCTC V v S B P 8 CCCGCTCATATTCACTCCCT/AATTCTCGCCGTGAAATCCG V v S B P 9 CGGGTTGAAATTTGGGCAGA/TGACCGTTGGAGACTTCGAA V v S B P 1 0 TTTGTCAACAGTGCAGCAGG/GGAGTTGCAACAGGGATTGG V v S B P 1 2 TGGGTTGGCTGCTTCATAGA/ATGAAGGAGGCACATGTCCA V v S B P 1 3 AAGGCTCGGGATTGTTACCA/GGTGGTCAGCTTGCAAGAAA V v S B P 1 4 TGAGGGAAAGAGAAGCTGCA/TGTTCCCTTGTGTACGAGCT V v S B P 1 6 AGCTTAGGAGGAGGACAGGA/CAGACTTTATGGCGACGGTG V v S B P 1 8 TTCCTCGGACTGTGCTTTCT/CTGGACTGATTGGCATGCTC 1.3 序 列 分 析 利 用 序 列 分 析 软 件ClustalX2 16 、DNAMAN6 17 和 在 线 软 件WebLogo3(http:/weblogo.threeplus one.com/create.cgi) 分 析 V v SB P 基 因 保 守 序 列。 利 用 同 样 的 方 法 从 转 录 因 子 数 据 库 中 得 到 拟 南 芥 和 杨 树 SBP-box 蛋 白。 利 用 进 化 树 分 析 软 件MEGA4.1(https:/mega.co.nz/) 18 对 V v SB P 进 行 亚 组 分 类。 葡 萄 SB P - b o x 基 因 内 含 子、 外 显 子 和 基 因 组 定 位 均 下 载 自 葡 萄 功 能 基 因 组 数 据 库(http:/www.genoscope.cns.fr/ cgi-bin/ggb/vitis/12X/gbrowse/vitis/)。 葡 萄 SB P - b o x 基 因 内 含 子 和 外 显 子 结 构 利 用 在 线 软 件Gene StructureDisplayServer(http:/gsds.cbi.pku.edu.cn/) 制 作 完 成。 1.4 葡 萄 S B P - box 基 因 家 族 成 员 启 动 子 作 用 元 件 分 析 从 葡 萄 转 录 因 子 数 据 库(http:/planttfdb.cbi.pku.edu.cn/) 下 载SBP-box 家 族 成 员 的 基 因 编 号, 再 在 GrapeGenomeBrowser(http:/www.genoscope.cns.fr/externe/GenomeBrowser/Vitis/) 中, 寻 找 到 每 一 个 基 因 序 列 上 游1500bp 的 片 段, 即 获 得 基 因 的 启 动 子 序 列, 将 其 放 入PlantCARE 中(http:/bioinformatics. psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/), 即 可 查 找 到 每 个 基 因 的 启 动 子 所 对 应 的 作 用 元 件, 从 而 预 测 每 一 个 基 因 潜 在 的 生 物 学 功 能。 1.5 数 据 处 理 对 所 有 数 据 进 行 方 差 分 析, 采 用 新 复 极 差 法 进 行 显 著 性 检 验, 并 采 用Excel2013 软 件 绘 图。 2 结 果 与 分 析 2.1 葡 萄SBP-box 转 录 因 子 家 族 成 员 序 列 分 析 通 过 转 录 因 子 数 据 库 得 到 葡 萄 SB P - b o x 基 因, 已 在 转 录 因 子 数 据 库 中 注 册 的 葡 萄 SB P - b o x 基 因 有19 个, 下 载 其 编 码 区 并 获 得 基 因 登 录 号。 根 据 基 因 登 录 号, 在 葡 萄 基 因 组 数 据 库 获 得 其 相 关 的 蛋 白 序 列, 详 细 信 息 见 表2。 1 3 4 南 京 农 业 大 学 学 报 第41 卷 表2 葡 萄 中 已 知 S B P - b o x 基 因 家 族 成 员 Table2 Theknown S B P - b o xgenesfamillymembersingrape 基 因 名 称 Genename 登 录 号 AccessionNo. 染 色 体 定 位Chromosomelocalization 位 置Location 染 色 体Chromosome 开 放 阅 读 框/bp Openingreadingframe 氨 基 酸 Aminoacid V v S B P 1 - l i k e 1 GSVIVT01020050001 1112469011127549 1 351 116 V v S B P 1 - l i k e 2 GSVIVT01020051001 1108025311083113 1 348 115 V v S B P 1 - l i k e 3 GSVIVT01020578001 41082974110237 12 510 160 V v S B P 1 - l i k e 4 GSVIVT01021087001 13463971348752 10 423 140 V v S B P 1 - l i k e 5 GSVIVT01028208001 46281424637596 7 2583 860 V v S B P 2 GSVIVT01010496001 2106430521071687 1 1257 418 V v S B P 3 - l i k e 1 GSVIVT01003836001 2053634920537931 4 624 207 V v S B P 3 - l i k e 2 GSVIVT01014302001 24842972485658 19 615 204 V v S B P 6 GSVIVT01012247001 230334235218 1 1497 499 V v S B P 7 - l i k e 1 GSVIVT01018205001 1324504113249262 15 1215 404 V v S B P 7 - l i k e 2 GSVIVT01017835001 38851493896071 5 2079 693 V v S B P 8 GSVIVT01018204001 1325686513259160 15 1167 388 V v S B P 9 GSVIVT01033519001 2004648920051103 8 1050 350 V v S B P 1 0 GSVIVT01032239001 1358859513606856 11 981 326 V v S B P 1 2 GSVIVT01017678001 25653432574143 5 2943 981 V v S B P 1 3 GSVIVT01008556001 904847907405 17 1134 378 V v S B P 1 4 GSVIVT01013452001 347645353985 18 2766 922 V v S B P 1 6 GSVIVT01010522001 2141277621417820 1 1266 422 V v S B P 1 8 GSVIVT01033064001 2548681825489754 14 1137 378利 用ClustalX2、DNAMAN6 序 列 分 析 软 件 和 在 线 软 件WebLogo3 对 葡 萄SBP-box 保 守 结 构 域 进 行 分 析, 结 果 发 现,17 个 S B P - b o x 基 因 的SBP-box 保 守 结 构 域 含 有74 个 氨 基 酸 序 列, 且 大 部 分 成 员 具 有 较 高 保 守 性; V v SB P 1 - l i k e 1 和 V v SB P 1 - l i k e 2 不 包 含 完 整 的SBP-box 结 构 域, 其 只 含 有 完 整 结 构 域 中 的28 个 氨 基 酸, 缺 少 其 他46 个 氨 基 酸( 图1 和 图2)。 在SBP-box 保 守 结 构 域 中, 氨 基 酸14(CQVE)、6(C)、910 (DL)、1314(AK)、1624(YHRRHKVCE)、2628(HSK)、32(V)、34(V)、36(G)、39(Q)、4049(QRFC- QQCSRFH)、51(L)、5355(EFD)、5369(EFDEGKRSCRRRLAGHN)、7174(RRRK) 多 达61 个 位 点 具 有 较 高 的 保 守 性( 图1 和 图2)。 图1 葡 萄SBP-box 蛋 白 家 族 的SBP-box 保 守 结 构 域 分 析 Fig.1 SequenceanalysisoftheSBP-boxconserveddomainingrapeSBP-boxproteins 2.2 葡 萄SBP-box 蛋 白 家 族 进 化 树 分 析 通 过 进 化 树 分 析 软 件MEGA4.1 对 已 知19 个 葡 萄SBP-box、30 个 拟 南 芥SBP-box、 杨 树32 个SBP-box 蛋 白 结 构 域 序 列 进 行 进 化 分 析。 基 于 进 化 树 亚 组 的 分 类 标 准, 即 根 据 进 化 树 中 成 员 的 聚 类 分 支, 若 成 员 位 于 同 一 分 支, 具 有 较 近 的 亲 缘 关 系, 即 定 义 为 同 一 个 亚 组; 从 进 化 树 分 析 结 果 可 以 看 出, 葡 萄SBP-box 家 族 2 3 4  第3 期 崔 梦 杰, 等: 葡 萄SBP-box 转 录 因 子 家 族 的 生 物 信 息 学 分 析 及 其 应 答 激 素 调 控 葡 萄 果 实 成 熟 的 作 用 共 分 为 3 个 亚 组。 VvSBP1-like1、VvSBP1-like2、VvSBP2、VvSBP3-like1、VvSBP6、VvSBP8、VvSBP10、 VvSBP13、VvSBP16、VvSBP18 属 于 第1 亚 组;VvSBP1-like3、VvSBP1-like4、VvSBP1-like5、VvSBP3-like2、 VvSBP7-like1、VvSBP9、VvSBP12、VvSBP14 属 于 第2 亚 组;VvSBP7-like2 属 于 第3 亚 组( 图3)。 图2 葡 萄SBP-box 蛋 白 家 族 的SBP-box 保 守 结 构 域 序 列 标 签 Fig.2 TheconserveddomainlogooftheSBP-boxingrapeSBP-boxproteins 图3 葡 萄 、 拟 南 芥 和 杨 树SBP-box 保 守 域 进 化 关 系 和 亚 组 分 类 Fig.3 PhylogeneticrelationshipandsubgroupdivisionofSBP-boxconserveddomainofgrape , A r a b i d o p s i s t h a l i a n aand P o p u l u s e u p h r a t i c a 3 3 4 南 京 农 业 大 学 学 报 第41 卷 2.3 葡 萄 S B P - box 基 因 家 族 内 含 子 与 外 显 子 分 析 通 过 葡 萄 功 能 基 因 组 数 据 库 下 载SBP-box 家 族 每 个 基 因 的 编 码 区 序 列 及 基 因 组 信 息, 并 利 用 在 线 软 件GeneStructureDisplayServer(http:/gsds.cbi.pku.edu.cn/) 绘 图。 从 图4 可 以 看 出: 葡 萄 SB P - b o x 家 族 的 外 显 子 和 内 含 子 数 量 各 异, 且 结 合 图3 发 现, 第2 亚 组 中 基 因 成 员 的 外 显 子 和 内 含 子 数 量 普 遍 多 于 第1 和 第3 亚 组。 图4 葡 萄 S B P - b o x 基 因 内 含 子 和 外 显 子 结 构 图 Fig.4 Intron-extronstructuresofgrape S B P - b o xgenes 2.4 葡 萄 S B P - box 基 因 染 色 体 定 位 分 析 通 过 葡 萄 功 能 基 因 组 数 据 库 下 载 葡 萄SBP-box 相 关 染 色 体 定 位 信 息, 绘 制 染 色 体 定 位 分 布 图。 从 图5 可 以 看 出: 葡 萄 S B P - b o x 基 因 分 布 于 葡 萄13 条 染 色 体 上, 呈 不 均 匀 分 布。 其 中, 染 色 体1 分 布 最 多, 为 5 个; 其 次 是 染 色 体5 和15, 均 分 布2 个; 染 色 体4、7、8、10、11、12、14、17、18 和19 均 分 布1 个; 染 色 体2、 3、6、9、13 和16 则 没 有 分 布。 图5 葡 萄 S B P - b o x 基 因 染 色 体 定 位 Fig.5 Chromosomelocationsofgrape S B P - b o xgenes 4 3 4  第3 期 崔 梦 杰, 等: 葡 萄SBP-box 转 录 因 子 家 族 的 生 物 信 息 学 分 析 及 其 应 答 激 素 调 控 葡 萄 果 实 成 熟 的 作 用 2.5 葡 萄 S B P - box 基 因 家 族 成 员 启 动 子 作 用 元 件 分 析 由 表3 可 见:SBP-box 启 动 子 元 件 可 分 为5 个 类 型, 分 别 为 光 反 应 相 关 响 应 元 件、 激 素 相 关 的 响 应 元 件、 胁 迫 相 关 响 应 元 件、 组 织 特 异 性 响 应 元 件、 周 期 节 律 相 关 的 元 件。 葡 萄 S B P - b o x 基 因 家 族 中 每 一 个 成 员 均 含 有 这5 种 作 用 元 件 类 型, 其 中 光 响 应 元 件 数 量 最 多, 激 素 相 关 响 应 元 件 和 胁 迫 相 关 响 应 元 件 的 数 量 次 之, 再 次 是 组 织 特 异 性 响 应 元 件, 周 期 节 律 性 相 关 元 件 数 量 最 少, 甚 至 个 别 基 因 为0。 不 同 转 录 因 子 不 仅 含 有 不 同 数 量 的 激 素 相 关 响 应 元 件, 如 V v SB P 7 - l i k e 1 有14 个, V v S B P 8 和 V v SB P 18 分 别 有2 个, 而 且 元 件 的 类 型 也 存 在 一 定 差 异, 如 V v SB P 2 分 别 含 有 脱 落 酸 类( 如ABRE)、 乙 烯 类( 如ERE)、 赤 霉 素 类( 如 GARE) 等 作 用 元 件, 而 V v SB P 3 - l i k e 2 则 含 有 乙 烯 类( 如ERE)、 生 长 素 类( 如TGA-box)、 赤 霉 素 类( 如 GARE、TATC) 等 作 用 元 件, 且 各 类 型 作 用 元 件 的 数 量 不 同( 图6), 说 明 它 们 可 能 通 过 响 应 不 同 的 激 素 信 号, 在 果 实 发 育 成 熟 过 程 起 不 同 的 调 控 作 用。 表3 SBP-box 家 族 不 同 成 员 基 因 的 启 动 子 元 件 分 类 及 功 能 数 量 分 析 Table3