利用生物信息学方法，在萝卜基因组中鉴定bHLH转录因子基因，共鉴定出183个bHLH家族成员，其中173个被定位到萝卜9条染色体上。对183个基因进行基因结构及序列保守性预测，结果表明bHLH家族基因结构差异明显，内含子数量及序列长度变化很大，但bHLH结构域序列保守。构建拟南芥中的37条已知的bHLH蛋白序列和萝卜的183条bHLH蛋白序列的进化树，进化分析结果表明萝卜bHLH家族可进一步分为10个亚族，并对bHLH蛋白的理化性质进行预测。通过RNA-seq数据分析该家族基因在植物生长各个时期及各个组织中的表达特性，结果显示多数bHLH基因在各个组织中都有表达，但部分bHLH基因表达具有组织特异性，且不同时期表达量差异明显。本研究为进一步解析萝卜bHLH转录因子家族的生物学功能奠定基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1 萝卜bHLH转录因子基因鉴定2
1.2 萝卜bHLH蛋白理化性质预测2
1.3 萝卜bHLH染色体连锁群定位2
1.4 萝卜bHLH转录因子多重序列比对及进化分析2
1.5 萝卜bHLH转录因子基因外显子/内含子结构及保守基序分析 3
1.6 萝卜RNAseq数据分析 3
2 结果与分析3
2.1 萝卜bHLH转录因子家族成员鉴定3
2.2 萝卜bHLH转录因子家族成员蛋白质理化性质分析 6
2.3 萝卜bHLH转录因子家族成员基因连锁群定位 10
2.4萝卜bHLH转录因子家族成员进化分析11
2.5 萝卜bHLH转录因子家族成员结构域序列保守性及基因结构12
2.6 萝卜bHLH基因在不同组织和时期的表达分析14
3 讨论 17
致谢18
参考文献19
萝卜bHLH转录因子家族鉴定及分析
引言
转录因子又被称为反式作用因子，是一类能够与顺式作用元件结合发生相互作用的DNA结合蛋白，通过与相关蛋白之间的相互作用来调控其他基因 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
在转录水平上的表达。在植物转录因子家族中，研究较多的有bZIP、WRKY、AP2/EREBP和MYB四大类，而对于bHLH转录因子家族的研究则相对滞后[1,2]。bHLH蛋白是一类古老的转录因子家族，在1984年，Laughon等在酵母和细菌中发现bHLH（basic/helixloophelix，碱性/螺旋环螺旋）蛋白，随后研究者发现bHLH转录因子家族成员普遍存在于真核生物中。
研究表明该转录因子对于真核生物的正常生长及发育起到关键作用。植物中最早发现的bHLH转录因子是玉米中R和Lc基因，其主要功能是参与花青素的合成。随后Buck等对拟南芥和水稻等植物中bHLH蛋白进行了分析。目前已经有一些关于植物中bHLH蛋白的研究，bHLH蛋白在植物中功能具有多样性，其参与各种物质合成、信号转导，还对植物生长发育、植物胁迫应答反应等方面起着关键作用[2,3]。植物中bHLH家族成员数量众多，仅次于MYB类转录因子，在拟南芥中有超过140个bHLH转录因子，水稻中则超过160个。[4]
bHLH转录因子家族具有保守的bHLH结构域，该结构域含有约 60 个氨基酸残基，由1015个氨基酸的碱性氨基酸区域和40个氨基酸左右的α螺旋环α螺旋( HLH )区域组成[5]。高等植物中的bHLH转录因子大多属于B组。目前对来源于藻类和陆生的 500多个 b HLH 蛋白的分析，将植物 bHLH 蛋白分为 26 个亚家族。拟南芥包含其中21个亚族，水稻包含其中22个亚族。另根据bHLH结构域N端序列特征将水稻和拟南芥bHLH基因分成4个小组。低等植物的bHLH蛋白则更复杂[4,10]。近年来随着生物信息学的快速发展，已经在除水稻和拟南芥外很多植物中对bHLH转录因子基因家族进行了全基因组鉴定和特征分析，包括黄瓜、绿豆、西瓜、苹果、玉米、大豆等，但仍停留在基因克隆、结构鉴定、表达及其相关功能分析等阶段[18~24]。
萝卜（Raphanus sativus L.）十字花科萝卜属二年或一年生草本植物，根作蔬菜食用，种子、鲜根、枯根、叶皆可入药，种子榨油工业用及食用。萝卜在中国民间素有“小人参”的美称，具有较高的营养，药用，文化，经济价值。尽管在拟南芥中已经对bHLH转录因子家族进行了很好的研究，关于萝卜bHLH转录因子家族的研究仍较少。本研究鉴定了萝卜bHLH转录因子基因家族成员，并对其进行进化分析、基因结构分析、染色体定位、蛋白特征预测、保守基序分析和表达特性分析等。研究结果为进一步解析萝卜bHLH转录因子家族的生物学功能提供数据基础，有助于在后续研究中揭示在植物体形态发生、信号转导与物质成及应对非生物胁迫中bHLH转录因子的机制。
1 材料与方法
1．1 萝卜bHLH转录因子基因鉴定
萝卜全基因组序列、基因及注释信息从Jeong等（2016）发表的萝卜基因组数据库获得，拟南芥全基因组序列及蛋白序列都来源于TAIR（https：//www. arabidopsis. org/）数据库。从Pfam 数据库（http：//pfam. xfam. org/）获得bHLH结构域特征文件PF00010。
基于隐马尔科夫模型（HMMs），使用Hmmer3.0软件在萝卜全基因组序列中搜索，Evalue设为1.0。将鉴定获得的基因逐条提交到Pfam （http://Pfam.sanger.ac.uk/）和SMART （http://smart.emblheidelberg.de/）数据库进行验证，剔除不含bHLH结构域或序列不完整的基因，并记录其保守结构域的位置信息，以确认所预测基因的可靠性。
1．2 萝卜bHLH蛋白理化性质预测
将得到的bHLH蛋白质序列提交到ExPASy（http://web.expasy.org/protparam/）上的ProtParam在线工具，预测萝卜bHLH蛋白的结构特征，包括氨基酸个数，相对分子质量，理论等电点，亲水性平均值，脂肪族氨基酸，以及不稳定指数等。
1．3 萝卜bHLH染色体连锁群定位

原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/yy/561460.html