张彦琴^1* , 常建忠¹ , 董春林¹ , 杨丽莉¹ , 张正¹ , 杨睿 ¹ , 梁改梅¹ , 丁保朋²

1 山西省农业科学院旱地农业研究中心, 有机旱作山西省重点实验室, 黄土高原东部旱作节水技术国家地方联合工程实验室, 太原, 030031;2山西农业大学园艺学院, 太谷, 030801
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2020 年, 第 18卷, 第 3 篇   
收稿日期: 2019年09月10日    接受日期: 2019年09月13日    发表日期: 2020年11月04日

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OFP (OVATE family proteins)基因家族是植物特有的一类转录因子，广泛存在于植物各个组织中，参与调控植物的生长发育、抗逆等。然而在玉米研究中该家族成员未见报道。为解析 OFP 家族基因在玉米基因组中的特征，使用 HMMER 软件对玉米基因组中的 OFP 家族成员进行筛选，利用 Pfam 数据库对筛选的结果进行分析，包括基因定位、motif 预测、进化分析、顺式作用元件分析及亚细胞定位预测，同时对玉米与拟南芥和水稻基因组中的 OFP 家族基因进行共线性、选择压力分析，最后再分析了干旱处理下穗发育过程中的家族成员基因表达水平。结果筛选到玉米 OFP 家族基因共 43 个，在 10 条染色体上均有分布，其中 3 号染色体上的数目最多为 8 个，5 号染色体分布最少仅有 1 个；进化分析发现玉米 OFP 家族成员归为 3 个亚类；motif 分析中共鉴定到 8 个 motif 基序，其中 motif 1 和 motif 2 为玉米 OFP 家族基因最保守的两段基序；在对启动子顺式作用元件分析中发现与胁迫相关的 OFP 基因共 10 个，其中有 5 个基因顺式作用元件与干旱胁迫相关；与拟南芥 4 个基因存在共线性，与水稻的 17 个基因存在共线性，其中玉米 Zm00001d034973 和水稻LOC_Os08g01190、Zm00001d038024 和 LOC_Os05g36990 这 两 对 基 因 被 鉴 定 为 存 在 高 度 同 源 ，Zm00001d012282 和Zm00001d038283 在玉米中正调控响应干旱胁迫; 大部分 OFP 基因在进化选择压力中 Ka/Ks<1，受到纯化选择作用，仅有 1 个基因在与水稻的进化中 Ka/Ks>1，在进化过程中受到选择；多个玉米家族基因被预测定位到细胞核内；干旱处理后的 OFP 家族基因大部分显著下调，且在穗发育阶段差异显著，其中 Zm00001d038473 可较早响应干旱胁迫。本研究可为玉米 OFP 家族基因的功能尤其响应干旱机理提供一定的研究基础。 
 

玉米(Zea mays)；OFP 基因家族；共线性；基因表达