十字花科NBS-LRR相關基因的同源比對分析

季磊，楊艷梅

（1.華北理工大學研究生學院；2.華北理工大學理學院，河北 唐山 063210）

1 材料與方法

本文涉及到的物種基因文件均為公共數據庫下載所得，抗病相關基因(NBS-LRR)基因序列為Brassica Database(http：//brassicadb.org/brad/Rgene.php)網站下載所得。

選用局部序列比對軟件(Blast+)對，以E-value小于1e-10，打分高于100，核苷酸序列一致比低于40%為標準篩選同源相關基因。

2 結果與分析

大多數植物抗病性（R）蛋白質含有一系列富含亮氨酸的重復序列（LRR），核苷酸結合位點（NBS）和推定的氨基末端信號傳導結構域。它們被稱為NBS-LRR蛋白。來自許多生物的多種蛋白質的LRR用作蛋白質相互作用平臺，并且作為蛋白質活化的調節模塊。在遺傳上，植物R蛋白的LRR是響應特異性的決定因素，它們的作用能以熟悉的過敏反應（HR）的形式導致植物細胞死亡[1-3]。目前在擬南芥中已被發現含有200余個編碼與核苷酸結合位點相似的蛋白質和植物抗性蛋白的特征區域，NBS-LRR在植物中廣泛存在[4，5]。

研究以葡萄為外類群，擬南芥、琴葉擬南芥、蘿卜、甘藍、白菜、歐洲油菜-A、歐洲油菜-C等6個十字花科物種為對象，進行同源基因的研究。通過以葡萄為外類群，局部序列比對結果分析發現，甘藍中含有最多的同源基因（242），NBS-LRR同源基因在四倍體歐洲油菜的A、C亞基因組中存在偏性。通過雙子葉古六倍體事件、與擬南芥等發生兩次全基因組加倍，擬南芥、琴葉擬南芥中的該類抗病基因分布較為均勻，比葡萄基因組中的同源分布略高；而后經歷蕓薹屬一次特異性加倍后，蘿卜等物種中的NBS-LRR相關基因出現了較大范圍的波動；甘藍在多次加倍后保留該類基因最多（242）；在歐洲油菜的兩個亞基因組分布情況有著顯著差異，A基因組含有約138個相關基因，C基因組中含有約182個相關基因，C基因組較A基因組高出約24.2%的NBS-LRR相關基因。

圖1 NBS-LRR在十字花科物種中的同源分布

3 討論

通過比較分析發現，抗病相關基因NBS-LRR在6個十字花科物種中的同源基因分布存在價位顯著的差異，甘藍經過多次加倍后保留了較廣泛的同源基因，四倍體歐洲油菜亞基因組中存在顯著偏性，這可能是發生多次全基因組加倍事件后，基因發生大量丟失等情況而引發的；甘藍中發現最多的同源基因，這可能是發生多次全基因組加倍事件而引起的同時在BnA、BnC中存在偏性，歐洲油菜-C中比歐洲油菜-A基因組中高出了約24.2%的同源加倍產生的基因，亞基因組中存在差異的原因還需要更深入的研究。