種子發育相關轉錄因子基因家族預測和分析

《種子發育相關轉錄因子基因家族預測和分析》是羅靜初為項目負責人，北京大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：種子發育相關轉錄因子基因家族預測和分析
• 項目類別 ：面上項目
• 依託單位 ：北京大學
• 項目負責人：羅靜初

項目摘要

利用本課題組前期研究已構建種子發育相關基因資料庫和植物轉錄因子資料庫，篩選種子發育相關轉錄因子基因。預測衣藻、小立碗蘚、江南卷柏、松樹、水稻、楊樹和擬南芥等代表性植物類群中種子發育相關轉錄因子基因，並按家族分類。對上述轉錄因子基因家族進行系統發育、基因結構和保守功能域等分析，探索種子發育相關轉錄因子基因家族的起源和演化。以江南卷柏和小立碗蘚為研究對象，檢測種子發育相關轉錄因子基因表達模式。綜合上述研究結果，探索種子發育相關轉錄因子基因在種子形成過程中的作用。

結題摘要

小立碗蘚、江南卷柏和鐵線蕨分別代表非種子植物演化過程中由古至今三個不同階段。以所構建的植物轉錄因子資料庫為數據源，基於前期擬南芥種子發育相關轉錄因子基因LEC1研究基礎，以小立碗蘚、江南卷柏和鐵線蕨為研究對象，分析上述三個非種子植物中LEC1同源基因的基因結構和序列特徵，探索種子發育相關轉錄因子基因在種子形成過程中的作用。為大規模篩選鐵線蕨中可能的種子相關性狀基因，對鐵線蕨不同發育時期的5個樣本進行了轉錄組測序。 通過一系列培養條件摸索，成功地在實驗室中培養了用於研究的三種非種子植物小立碗蘚、江南卷柏和鐵線蕨，分別對它們各個發育時期的形態特徵進行了觀察和分析，為後期表達實驗提供了基礎，為鐵線蕨轉錄組測序提供了小葉、孢子囊、原葉體、嵌合體等不同發育階段的樣本。利用生物信息學方法，從已完成基因組測序的小立碗蘚和江南卷柏中預測了擬南芥種子發育相關基因LEC1的同源基因；利用本課題組鐵線蕨轉錄組測序所得結果，從鐵線蕨中鑑定了LEC1的同源基因，分析了上述三種植物中LEC1同源基因的基因結構。蒐集了綠色植物不同譜系AFL基因家族三類主要成員（ABI3、FUS、LEC2）同源基因蛋白質序列，構建了系統發育樹，分析了不同譜系中這兩類轉錄因子的特徵和可能的功能。利用高通量轉錄組（RNA-Seq）測序技術，選擇鐵線蕨5個不同發育時期，進行轉錄組測序、序列拼接和初步生物信息學分析，篩選到一批單倍體和二倍體之間差異表達基因，找到了可能與種子發育相關的一批候選基因，為本項目下一步實驗以及本課題組相關課題研究提供了基礎。