摘要
大白菜（Brassica rapa ssp.pekinensis）是一种原产中国的世界性蔬菜。随着全球变暖，高温胁迫(heat stress，HS)严重影响着大白菜的生产。热激转录因子(Heat shocktranscription factors，Hsfs)是调节植物响应高温胁迫的主要因子，参与调节热激蛋白(Heat shock protein，HSP)的表达，对植物抵抗高温逆境伤害和其他生命活动具有关键作用。随着大白菜基因组测序的完成，使得在基因组水平上研究大白菜Hsf家族的信息成为可能。本研究以大白菜基因组数据为基础，利用生物信息学方法对大白菜Hsfs进行了序列特征，系统发育关系，染色体定位和基因表达，相互作用网络等方面的分析;另外将大白菜和甘蓝Hsfs进行了比较分析。其研究结果如下: 1.大白菜至少含有30个Hsf基因成员，编码239～487个氨基酸，分子量27.93～54.49kDa;等电点4.66～9.16;除2个基因分布在Scaffold上，其余28个基因在大白菜的10条染色体上呈不均匀分布。甘蓝至少含有36个Hsf基因成员，编码219～495个氨基酸，分子量25.69～55.38kDa;等电点4.62～10.22;10个基因分布于不同的Scaffold上，其余26个基因不均匀的分布在9条染色体上。 2.多序列比对发现，大白菜和甘蓝Hsfs都具有高度保守的DBD结构域和广泛的保守基序，也有少数蛋白发生了不同程度的插入扣缺失，大白菜发生了2个插入和1个缺失，而甘蓝则发生了5个缺失，没有发生氨基酸的插入，这些插入和缺失事件可能是大白菜和甘蓝Hsf蛋白产生遗传多样性的一个原因。 3.模式植物拟南芥、大白菜和甘蓝Hsfs的系统发育分析表明，这些Hsf基因家族成员可以分为A、B、C三类，A类和B类可进一步分为8个和4个亚类，A类Hsfs的保守性明显高于B类和C类;系统发育树还揭示了在这三个物种中，共存在28对直系同源基因和2对旁系同源基因，表明Hsf转录因子在大白菜、甘蓝和拟南芥基因组中具有广泛的共同祖先，Hsf基因家族的多样化存在于十字花科植物分化之前，并且在甘蓝基因组中发生了基因重复。 4.大白菜的表达分析发现，大白菜Hsfs在5个组织（果，根，茎，花，叶）中呈差异性表达，大多数Hsfs参与大白菜地下部分的生长发育，并调控大白菜的生殖生长。另外大白菜直系同源基因的相互作用网络包含了MBF1C、ROF1、TBP2、CDC2和HSP70五个基因，其中HsfA1分别扣HSP70、TBP2以及CDC2相连接，这可能是因为HsfA1在Hsf家族中特异的调控功能。这些结果将有助于更好地理解Hsf基因家族的复杂性，并为进一步解剖HSF的功能奠定基础。
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