查看更多>>摘要:[目的]植物组蛋白的功能修饰包括乙酰化修饰和甲基化修饰,在植物生长发育及逆境响应的过程中发挥着重要作用.番茄组蛋白修饰(Histone modification,HM)基因家族的生物学功能及分子机制尚不清楚,该文旨在进一步明确番茄HM基因的生物学功能,为其分子机制研究及番茄遗传改良奠定基础.[方法]基于番茄基因组数据库鉴定番茄HM成员,利用生物信息学的方法系统分析其HM基因家族成员的系统进化、基因结构、染色体定位,通过在线转录组数据分析番茄HM基因家族时空表达模式.[结果]共鉴定到148个番茄HM基因,其中32个编码组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferase,HAT),11个编码组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase,HDAC),50个编码组蛋白甲基转移酶(Histone methyltransferase,HMT),55个编码组蛋白去甲基化酶(Histone demethylase,HDM).148个基因不均匀地分布在12条染色体上,其中3号染色体上分布最多、有21个基因,12号染色体上分布最少、有4个基因.基因结构特征分析表明,番茄HM基因之间外显子的差异较大,最多可达34个、最少仅有1个.蛋白质结构域分析结果显示,Solyc07g064130、Solyc1 1 g005670、Solyc10g006480仅含有Ubl结构域,Solyc07g062100、Solyc10g077110 和 Solyc03g083310 仅含有 Zn-finger 结构域,另有 10 个成员含有 Bromo 结构域、48个成员含有SET结构域,其他成员还包含PLN02529、PRMT5等结构域.此外,番茄HM与拟南芥和水稻中的同源蛋白关系均较远,且与水稻相比,番茄HM序列与拟南芥同源蛋白序列亲缘关系较近.根据聚类分析,将番茄HM分成HAT、HDAC、HMT、HDM 4个家族.组织表达分析表明,HAT家族在发芽后30 d的花(F30)、开花后10 d的果实(10 DPA)、花(fr)、根(rr)、未成熟的果实(Plgfr)中高表达;HDAC 家族在发芽后30 d的花(F30)和未成熟果实(Plgfr)中高表达;HMT家族在发芽后30d的花(F30)、在全株50%的花开放时的花(F45)、花蕾(br)、3 cm果实(3fr)、未成熟5 cm果实(PB+5fr)中高表达;HDM家族在发芽后30 d的花(F30)、在全株50%的花开放时的花(F45)、花蕾(br)、花(fr)、根(rr)、3 cm果实(3fr)、未成熟5 cm果实(PB+5fr)中高表达.[结论]不同番茄HM的基因结构差异较大,包含多种功能结构域.番茄HM与拟南芥、水稻HM的同源关系较远,且在植物不同生长发育阶段及不同器官组织中均有一定的表达,表明该类基因可能参与番茄多种生长发育过程.