草莓LIM家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达.pdf

园艺学报 2021 48 8 1485 1503 Acta Horticulturae Sinica doi 10 16420 j issn 0513 353x 2020 0595 http www ahs ac cn 1485 收稿日期 2021 01 22 修回日期 2021 04 06 基金项目 高等学校创新基因项目 2021B 142 甘肃省科技重大专项 18ZD2NA006 甘肃省现代农业产业技术体系建设专项资金 项目 GARS SG 3 通信作者 Author for correspondence E mail maojuan 81 Tel 13659425539 草莓 LIM 家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫 下的表达 张志强 卢世雄 马宗桓 李彦彪 高彩霞 陈佰鸿 毛 娟 甘肃农业大学园艺学院 兰州 730070 摘 要 利用 NCBI GDR 数据库对草莓 LIM 家族候选基因在草莓基因组水平进行生物信息学分析 鉴定获得 4 个亚族 37 个候选 LIM 基因 其中 9 个来自森林草莓 Fragaria vesca L 28 个来自凤梨草莓 F ananassa Duch 草 莓 LIM 家族候选基因主要分布在细胞核 其密码子偏好性较弱 偏向使用以 A T 结尾的同义密码子 FvLIM 和 FaLIM 启动子序列上游 2 kb 区域包含大量激素及非生物胁迫响应元件 10 PEG 200 mmol L 1 NaCl 4 低温胁迫下 随着处理时间延长 LIM 家族候选基因在凤梨草莓 红颜 中比森林草莓中上调趋势更明显 4 低温处理下 森林草莓中以 FvLIM5 12 h 和 FvLIM7 24 h 上 调最为明显 而凤梨草莓 红颜 中以 FaLIM25 12 h 和 FaLIM18 24 h 上调最为显著 总体对低温 响应较明显 实时荧光定量 PCR 分析结果表明 草莓 LIM 家族候选基因在不同组织中的表达量存在一定 差异 在根和花中的表达量偏高 综合以上分析结果 预测草莓 LIM 家族候选基因可能在响应非生物胁 迫以及根和花的发育中发挥重要作用 关键词 草莓 LIM 家族 生物信息学 qRT PCR 中图分类号 S 668 4 文献标志码 A 文章编号 0513 353X 2021 08 1485 19 Bioinformatic Identification and Expression Analysis of Candidate Genes of LIM Protein Family in Strawberry Under Abiotic Stresses ZHANG Zhiqiang LU Shixiong MA Zonghuan LI Yanbiao GAO Caixia CHEN Baihong and MAO Juan College of Horticulture Gansu Agricultural University Lanzhou 730070 China Abstract In this paper NCBI and GDR database were used to analyze the candidate genes of LIM family in strawberry genome and 37 LIM genes could be divided into four subgroups nine LIM genes were identified from Fragaria vesca L and 28 LIM genes were identified from cultivated strawberry F ananassa Duch The LIM family candidate genes were mainly expressed in the nucleus Their codon bias were less preferred and tended to use the synonymous codon ending in A T The upstream 2 kb region of promoter sequences of FvLIM and FaLIM contained a large number of hormone response elements and abiotic stress elements The expression levels of LIM family candidate genes under 200 mmol L 1 NaCl Zhang Zhiqiang Lu Shixiong Ma Zonghuan Li Yanbiao Gao Caixia Chen Baihong Mao Juan Bioinformatic identification and expression analysis of candidate genes of LIM protein family in strawberry under abiotic stresses 1486 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1485 1503 10 PEG and 4 low temperature FaLIM were more significantly up regulated than FvLIM with the treatment time Under 4 low temperature treatment FvLIM5 12 h and FvLIM7 24 h were significantly up regulated in F vesca FaLIM25 12 h and FaLIM18 24 h significantly up regulated in F ananassa Benihoppe the overall response to low temperature is obvious The results of qRT PCR showed that most of LIM family candidate genes were highly expressed in roots and flowers their diverse and specific expression could be detected in five tissues Based on the above analysis results it was speculated that the LIM family candidate genes of strawberry might play an important role in abiotic stress and in roots and flowers development Keywords strawberry LIM gene family bioinformatics qRT PCR LIM Lin Isl Mec domain 蛋白是一类对细胞发育进程起关键作用的调控因子 广泛存在于多 细胞真核生物中 并参与基因转录 信号传导 细胞骨架建成和代谢调控等诸多方面的调节 Kadrmas Beckerle 2004 刘峙 2011 Li et al 2014 LIM 蛋白拥有高度保守的 LIM 结构域 该结构 域由 50 60 个氨基酸构成 Michelsen et al 1993 每个锌指序列包括两条反向平行的 折叠片 同时 LIM 结构域结合 2 个锌离子 不与 DNA 结合 而是作为蛋白质与蛋白质相互作用的界面 从而影响结构蛋白 激酶 转录因子等多种蛋白的生物学活性 Jurata Gill 1997 Schmeichel Beckerle 1997 周建平 2006 LIM 蛋白的命名是由 2 个不同物种中的 3 个基因的首字母缩写而 成 分别是线虫的 LIN 11 和 MEC 3 及大鼠 ISL 1 Taira et al 1992 Ye et al 2013 张海燕 等 2013 可以调节不同细胞中肌动蛋白的结合 而肌动蛋白的动力受激酶 LIM 结构域激酶 的调 节 通过肌动蛋白解聚因子 actin depolymerization factor cofilin 的磷酸化来调节肌动蛋白的活性 徐阳 等 2012 Yi et al 2017 LIM 结构域协调 1 个或多个锌原子 以富含半胱氨酸的锌指结构为特征 是 1 个锌指串联结构 由 2 个不同的锌结合亚结构域构成 一些 LIM 结构域通过含有酪氨酸的基序与蛋白质结合 S nchez Garc a Rabbitts 1994 Schmeichel Beckerle 1994 1997 Agulnick et al 1996 Kadrmas Beckerle 2004 Khadiza 等 2016 通过对番茄 Solanum lycopersicum L 不同器官 6 个不同发育阶段的果实进行表达谱分析 发现 15 个 LIM 基因中有 6 个只在花中表达 其余 9 个 LIM 基因在各器官和果实发育的各个时期均有表达 高雅 2019 发现棉花 Gossypium hirsutum GhWLIM5 和 GhXLIM6 均能够作为肌动蛋白结合蛋白 促进棉纤维细胞中 F actin 丝束的形成 从 而影响棉纤维的伸长 杨瑞 2019 的研究表明 谷子 Setaria italica L SiWLIM2b 基因通过影响 苯丙烷次级代谢途径 来增强转基因水稻抗旱性 同时 SiWLIM2b 基因通过增强氨同化作用从而在 低氮胁迫过程中发挥作用 Cheng 等 2019 将 梨 Pyrus bretschneideri 的 14 个 LIM 基因分为 CRP 和 DA1 DAR LIM 2 个类群 5 个亚类 对其进行系统发育分析 蛋白质三维结构测定和序列比对 分析 认为 PbWLIM1a和 PbWLIM1b与木质素代谢相关 毛娟等 2020 发现 VvLIM1在 100 mmol L 1 NaCl 10 PEG 和 50 mg L 1 SA 胁迫下 与对照相比表达量显著上调 且随处理时间的延长表达 量显著增加 大量研究报道表明 LIM 家族基因在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用 草莓在生长发育和结果的过程中很容易受到低温 干旱以及盐碱等非生物胁迫逆境的影响 有 针对性地筛选和改造相关抗逆基因 对研究草莓适应逆境胁迫具有重要意义 从而提高和改善草莓 的产量和品质 Feng et al 2019 连朋 等 2019 张志强 卢世雄 马宗桓 李彦彪 高彩霞 陈佰鸿 毛 娟 草莓 LIM 家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达 园艺学报 2021 48 8 1485 1503 1487 目前 有关草莓 LIM 家族基因的鉴定克隆和功能分析仍缺乏系统的研究 大量的候选基因仍有 待鉴定 其表达模式和功能解析仍有待研究 本研究中利用分子生物学方法 对草莓 LIM 家族基因 进行鉴定和表达分析 完成草莓基因组测序 https www rosaceae org species fragaria all 对其理 化性质 基因结构和染色体定位等进行分析 研究草莓 LIM 家族基因在非生物胁迫下的表达特点 为进一步解析草莓 LIM 家族候选基因的鉴定 功能解析奠定基础 同时为筛选草莓抗逆基因和遗传 改良提供理论依据 1 材料与方法 1 1 材料与处理 试验于 2020 年在甘肃农业大学园艺学院实验室进行 非生物胁迫处理试验材料为凤梨草莓品种 红颜 Fragaria ananassa Benihoppe 和森林草莓 F vesca 在人工气候箱 RDN 1000D 4 型 中培养 光照强度为 200 mol m 2 s 1 昼 夜光周期为 16 h 8 h 温度 28 25 基本培养基为 MS 30 g L 1 蔗糖 1 0 mg L 1 6 BA 0 2 mg L 1 IAA 继代培养 40 d 后选择生长健壮 长势一 致并生根的试管苗分别在 10 PEG 200 mmol L 1 NaCl 和 4 低温条件下处理 12 和 24 h 以正 常生长的试管苗作对照 每个处理设置 3 个重复 取 红颜 草莓 来自甘肃省兰州市西固区牟家 台草莓种植区设施大棚 3 株混合的根 茎 叶 花和果实用于组织表达分析 重复 3 次 取样后 经液氮速冻 放于 80 冰箱保存 1 2 草莓 LIM 家族成员的鉴定 根据文献 张海燕 等 2013 获得玉米 Zea mays 的 LIM 基因的 ID 从 NCBI 在线数据库 https www ncbi nlm nih gov 下载每一条基因所对应的蛋白 编码序列 Coding sequence CDS 和基因全长序列 利用获得的 CDS 序列 在草莓基因组网站 https www rosaceae org species fragaria all 同源比对搜索森林草莓 FvLIM 和草莓 FaLIM 刘涛 等 2020 下载所有蛋白 CDS 和基因全长序列 利用 Pfam http pfam sanger ac uk 和 SMART http smart embl heidelberg de 在线软件进行功能结构域筛选 剔除不含有 LIM 特定结构域 PF00412 或者结构 域不完整的序列 为避免重复对获得的所有序列进行 DNAMAN 比对筛选 在草莓基因库获取已知 序列的氨基酸数 分子量 等电点等理化性质 https web expasy org protparam tdsourcetag s pcq 1 3 草莓 LIM 家族基因进化 motif 二级结构和亚细胞定位分析 利用 Clustalx 和 MEGA 7 0 进行比对分析 采用邻接法 Neighbor Joining 构建 LIM 家族系统 发育树 Chenna et al 2003 利用 MEME 在线软件 http meme suite org tools meme 进行 motif 序列分析 Bailey et al 2009 何红红 等 2018 利用 https www predictprotein org 进行 LIM 家族基因蛋白的二级结构预测 利用 WoLF PSORT https wolfpsort hgc jp 进行亚细胞定位分析 张一菡 等 2019 利用 GSDS http gsds LIM 基因结构进 行分析 Zhang et al 2012 1 4 基因定位和共线性分析 密码子使用偏好性分析和顺式作用元件分析 使用在线软件 http tools bat infspire org 对森林草莓 F v e s c a L 和凤梨草莓 F ananassa Duch LIM 基因家族进行共线性分析 并用 TBtools 软件作图 利用 CodonW 1 4 4 和 EMBOSS1 4 2 Zhang Zhiqiang Lu Shixiong Ma Zonghuan Li Yanbiao Gao Caixia Chen Baihong Mao Juan Bioinformatic identification and expression analysis of candidate genes of LIM protein family in strawberry under abiotic stresses 1488 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1485 1503 软件获得草莓 LIM 基因家族成员的密码子主要参数及相对同义密码子使用度 RSCU 值 将草莓 LIM 家族基因启动子上游的 2 kb 序列提交至 PlantCARE http bioinformatics psb ugent be webtools plantcare html 用于分析顺式作用元件数量 并利用 HemI 绘制了启动子中顺式作用元件 数量的热图 1 5 实时荧光定量 PCR 分析 红颜 草莓叶片 根 茎 花和果实中总 RNA 提取采用 CTAB 法 马宗桓 等 2016 利 用生工生物工程 上海 股份有限公司在线进行引物设计 表 1 并由上海生工合成 cDNA 合成用 Prime Script RT reagent Kit TaKaRa 试剂盒 应用实时荧光定量 PCR 仪 LightCycler 96 Real Time PCR System 进行荧光定量 PCR 扩增 以草莓 GAPDH 为内参 扩增 总体积为 25 L 含 cDNA 1 5 L 上 下游引物各 1 0 L SYBR MIX 12 5 L ddH 2 O 9 L 采用 2 CT 法 Livak Schmittgen 2001 对基因相对表达量进行计算 表 1 草莓 LIM 家族候选基因实时荧光定量引物 Table 1 Real time PCR primers for strawberry LIM family candidate genes 基因 Gene 上游引物 5 3 Forward primer 下游引物 5 3 Reverse primer FvLIM1 ATATGTGGCTTGACGCAGAGACG GAGGACGCTGAGGAGGAAGAGG FvLIM2 AAACACCACCACATCCAGCTCTTC GGCTTGCTCGTTCGTTGATTGC FvLIM3 ATATGTGGCTTGACGCAGAGACG GAGGACGCTGAGGAGGAAGAGG FvLIM4 GCACCACCACACCCAACTCATC GCAACTGCTGTGGCTTTCTCATTG FvLIM5 TTGCCCAGTTGTTCAAGGAGAAGG TGCTGCGTCTGGCTTTGGTTC FvLIM6 TGCAAGGCATGTGAGAAGACTGTG AGTGGTGGCATCTGAAGCAAGC FvLIM7 GAATAGGGCACCCAGCAAACTCTC TGAGCACACCTGAAGCATGACTTG FvLIM8 TTAGACCATGCAATCGCGCTCTC GCTCGTTATCCTTCTCCTGCCATC FvLIM9 CTGGTATGTTTTCTGGCACGCAAG TGGCTCTCCACTGTCACCTTCTC FaLIM1 ATATGTGGCTTGACGCAGAGACG AAGAGGACGCTGAGGAGGAAGAC FaLIM2 GCCGAAGATTGGAGCAGATTACCG ACGAGAATTGCCGTCACTTCACAG FaLIM3 ATATGTGGCTTGACGCAGAGACG GAGGACGCTGAGGAGGAAGAGG FaLIM4 ATATGTGGCTTGACGCAGAGACG AGGACGCTGAGAAGGAAGAGGAA FaLIM5 GCACCACCACACCCAACTCATC GCAACTGCTGTGGCTTTCTCATTG FaLIM6 GATAGGACTCCACGGTGTTGTAGC TTCAAGGTAAAGGGGCTGGCATTC FaLIM7 GCTAGATGCCGAGCTTATGTCTGG GCGTGCCCTTCTTTGATGAATTGG FaLIM8 AAACACCACCACATCCAGCTCTTC GGCTTGCTCGTTCGTTGATTGC FaLIM9 TTGCCCAGTTGTTCAAGGAGAAGG TGCTGCGTCTGGCTTTGGTTG FaLIM10 TTGCCCAGTTGTTCAAGGAGAAGG TGCTGCGTCTGGCTTTGGTTC FaLIM11 CACCGCCTCTACTGTAAGCATCAC TACTCCGCCACTGTGCTCTCAG FaLIM12 TTGCCCAGTTGTTCAAGGAGAAGG TGCTGCGTCTGGCTTTGGTTC FaLIM13 TGCAAGGCATGTGAGAAGACTGTG AGTGGTGGCATCTGAAGCAAGC FaLIM14 GAATAGGGCACCCAGCAAACTCTC TGAGCACACCTGAAGCATGACTTG FaLIM15 AGTGCTTCTGTTGTCGCTCTTGTC GGATGGGCCAGCTCCTTGAAAC FaLIM16 AGGAGAAGGGGAGCTACAACCATC TGGAATGCTGGCAACTGCTACTG FaLIM17 GAATAGGGCACCCAGCAAACTCTC TGAGCACACCTGAAGCATGACTTG FaLIM18 GAATAGGGCACCCAGCAAACTCTC TGAGCACACCTGAAGCATGACTT FaLIM19 TTAGACCATGCAATCGCGCTCTC GCTCGTTATCCTTCTCCTGCCATC FaLIM20 CGACTAGGTCACCCAGCAAAGC CGACTTGTGATATGCCTGGCTCTC FaLIM21 TTAGACCATGCAATCGCGCTCTC GCTCGTTATCCTTCTCCTGCCATC FaLIM22 TCAAGGAGAAGGGGAGCTACAACC TTAGGCTTCTGGAATGCTGGCAAC FaLIM23 TCAAGGAGAAGGGGAGCTACAACC TTAGGCTTCTGGAATGCTGGCAAC FaLIM24 AGTGCTTCTGTTGTCGCTCTTGTC GGATGGGCCAGCTCCTTGAAAC FaLIM25 AAGGTCCATTTCGCTCAGCTCTTC CTTCTGGTTGTGGCTCTGCTTCTG FaLIM26 CTGGTATGTTTTCTGGCACGCAAG TGGCTCTCCACTGTCACCTTCTC FaLIM27 AGTGCTTCTGTTGTCGCTCTTGTG GGATGGGCCAGCTCCTTGAAAC FaLIM28 GAATAGGGCACCCAGCAAACTCTC TGAGCACACCTGAAGCATGACTTG GAPDH CATTCATCACCACCGACTACA GAAGGGTCTTCTCATCCTTGAC 张志强 卢世雄 马宗桓 李彦彪 高彩霞 陈佰鸿 毛 娟 草莓 LIM 家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达 园艺学报 2021 48 8 1485 1503 1489 2 结果与分析 2 1 草莓 LIM 家族候选基因理化性质及亚细胞定位预测分析 从草莓基因组网站分别获得了 9 条森林草莓 LIM 基因和 28 条凤梨草莓 LIM 基因 将其分别命 名为 FvLIM1 FvLIM9 和 FaLIM1 FaLIM28 表 2 FvLIM 家族的氨基酸残基数介于 188 538 等电点 5 20 FvLIM1 9 08 FvLIM9 分子量 21 205 29 60 510 36 FaLIM 家族的氨基酸残 基数介于 176 539 等电点介于 5 17 9 08 分子量 19 899 54 60 571 45 FvLIM 和 FaLIM 均为 不稳定疏水性蛋白 37 个草莓 LIM 家族成员主要定位在细胞核 表 2 表 2 草莓 LIM 家族候选基因理化性质 Table 2 Physical and chemical properties for strawberry LIM family candidate genes 名称 Name 染色体定位 Chromosome location 氨基酸数 Amino acids 分子量 Molecular weight 等电点 pI 不稳定指数 Instability index 亲水性 Hydrophilic 亚细胞定位 Subcellular localization FvLIM1 Fvb1 7945940 7952121 538 60 510 36 5 20 53 78 0 718 细胞核 Nucleus FvLIM2 Fvb2 2982770 2998244 197 22 232 22 8 89 42 90 0 703 细胞核 Nucleus FvLIM3 Fvb2 5932861 5935114 527 59 323 18 5 33 52 19 0 698 细胞核 Nucleus FvLIM4 Fvb2 24843809 24848493 191 21 205 29 9 05 29 01 0 539 细胞核 Nucleus FvLIM5 Fvb5 1235177 1237221 212 23 391 44 7 52 45 56 0 62 细胞核 Nucleus FvLIM6 Fvb5 9381785 9385122 188 21 211 15 8 86 28 77 0 586 细胞核 Nucleus FvLIM7 Fvb7 12341249 12343536 217 23 962 13 6 50 45 65 0 567 细胞核 Nucleus FvLIM8 Fvb7 18342947 18346948 504 57 014 81 8 26 52 67 0 541 细胞核 Nucleus FvLIM9 Fvb7 18517083 18519868 200 21 721 91 9 08 37 48 0 362 细胞核 Nucleus FaLIM1 Fvb1 1 20431547 20437334 534 59 915 92 5 22 52 12 0 668 细胞核 Nucleus FaLIM2 Fvb1 2 9164763 9171264 533 60 168 24 5 39 51 21 0 737 细胞核 Nucleus FaLIM3 Fvb1 3 8145568 8151824 539 60 522 40 5 20 54 39 0 719 细胞核 Nucleus FaLIM4 Fvb1 4 6945308 6951056 538 60 571 45 5 17 53 06 0 712 细胞核 Nucleus FaLIM5 Fvb2 2 728488 730564 191 21 205 29 9 05 29 01 0 539 细胞核 Nucleus FaLIM6 Fvb2 2 18290991 18293017 231 27 087 33 7 80 45 08 0 512 细胞核 Nucleus FaLIM7 Fvb2 3 2848239 2854332 491 55 136 60 5 75 44 43 0 671 细胞核 Nucleus FaLIM8 Fvb2 4 1747334 1750087 176 19 899 54 8 83 44 58 0 618 细胞核 Nucleus FaLIM9 Fvb5 1 1118664 1120389 213 23 551 67 7 92 45 67 0 623 细胞核 Nucleus FaLIM10 Fvb5 2 1037693 1039462 216 23 835 04 8 18 44 28 0 569 细胞核 Nucleus FaLIM11 Fvb5 3 18813760 18816438 188 21 172 07 8 86 31 15 0 599 细胞核 Nucleus FaLIM12 Fvb5 4 1027068 1028886 211 23 297 40 7 52 43 54 0 607 细胞核 Nucleus FaLIM13 Fvb5 4 7252377 7255038 188 21 199 10 8 86 29 68 0 613 细胞核 Nucleus FaLIM14 Fvb7 1 16915680 16917768 217 23 964 10 6 50 45 95 0 579 细胞核 Nucleus FaLIM15 Fvb7 1 25526059 25530050 506 57 362 23 8 54 52 15 0 549 细胞核 Nucleus FaLIM16 Fvb7 1 25665993 25670535 200 21 818 02 9 08 37 58 0 360 细胞核 Nucleus FaLIM17 Fvb7 2 11429297 11431530 217 23 962 13 6 50 45 65 0 567 细胞核 Nucleus FaLIM18 Fvb7 2 17869656 17871925 217 23 949 13 6 50 45 65 0 554 细胞核 Nucleus FaLIM19 Fvb7 2 23292270 23296225 493 55 877 59 8 37 53 86 0 540 细胞核 Nucleus FaLIM20 Fvb7 2 23449921 23452679 200 21 691 82 9 08 37 63 0 376 细胞核 Nucleus FaLIM21 Fvb7 2 23655808 23659719 430 49 337 54 8 63 48 07 0 525 细胞核 Nucleus FaLIM22 Fvb7 2 23849991 23852934 200 21 721 91 9 08 37 48 0 362 细胞核 Nucleus FaLIM23 Fvb7 3 5169640 5172605 200 21 704 86 9 01 38 00 0 353 细胞核 Nucleus FaLIM24 Fvb7 3 6773453 6777457 506 57 325 21 8 45 52 87 0 541 细胞核 Nucleus FaLIM25 Fvb7 3 12069028 12071004 215 23 793 94 6 50 44 19 0 573 细胞核 Nucleus FaLIM26 Fvb7 4 5056752 5059611 200 21 721 91 9 08 37 48 0 362 细胞核 Nucleus FaLIM27 Fvb7 4 5292185 5296170 506 57 277 11 8 45 51 10 0 545 细胞核 Nucleus FaLIM28 Fvb7 4 11548941 11551124 214 23 743 92 6 54 42 18 0 534 细胞核 Nucleus 2 2 草莓 LIM 家族候选基因多序列比对及进化分析 系统进化树 图 1 将草莓 LIM 基因家族分为 DA1 DAR 14 个成员 和 CRP 24 个成员 Zhang Zhiqiang Lu Shixiong Ma Zonghuan Li Yanbiao Gao Caixia Chen Baihong Mao Juan Bioinformatic identification and expression analysis of candidate genes of LIM protein family in strawberry under abiotic stresses 1490 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1485 1503 亚族 而 CRP 又可分为 PWLIM2 WLIM2 和 WLIM1 亚族 其中 CRP 亚族成员均含有 2 个 LIM 结 构域 而 DA1 DAR 亚族成员含有 1 个 LIM 结构域 LIM 家族基因呈现明显的聚类现象 其中草 莓 LIM 家族成员与苹果和番茄的进化关系更近 图 1 草莓 LIM 家族候选基因进化树 Fa 凤梨草莓 Fv 森林草莓 Md 苹果 At 拟南芥 Sl 番茄 Zm 玉米 Os 水稻 Fig 1 The phylogenetic tree for strawberry LIM family candidate genes Fa Fragaria ananassa Fv Fragaria vesca Md Malus domestica At Arabidopsis thaliana Sl Solanum lycopersicum Zm Zea mays Os Oryza sativa 对草莓 LIM 家族基因氨基酸进行多序列比对 主要有两种序列 FvLIM1 等 14 个成员只含有 1 个锌指结构序列 其结构为 C X2 C X20 C 图 2 A FvLIM2 等 23 个成员均含有 2 个锌指结构 的序列 其结构为 C X2 C X20 C X2 C X2 C X72 C X2 C X20 C 图 2 B LIM 蛋白具有较 长的 C 末端结构域 其中 DA1 DAR 亚族成员在 C 端高度保守 只保留了 N 端的结构域 2 3 草莓 LIM 家族基因结构分析 同一亚族外显子分布和数量基本相同和相似 不同亚族则不同 FvLIM3 和 FaLIM6 不含基因上 游结构 其他基因结构完整 而其他 35 个成员均含有基因上 下游结构 CRP 亚族成员外显子数均 为 5 个 除 FaLIM8 4 个 DA1 DAR 亚族外显子数介于 10 12 除 FvLIM3 5 个 和 FaLIM6 6 个 该家族大部分成员的外显子数和内含子数相同 图 3 推测这些基因在功能上有一定的 相似性 同一亚族之间外显子长度存在差异 保守性差 张志强 卢世雄 马宗桓 李彦彪 高彩霞 陈佰鸿 毛 娟 草莓 LIM 家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达 园艺学报 2021 48 8 1485 1503 1491 图 2 草莓 LIM 蛋白多序列比对 Fig 2 The multiple sequence alignment of LIM protein in strawberry Zhang Zhiqiang Lu Shixiong Ma Zonghuan Li Yanbiao Gao Caixia Chen Baihong Mao Juan Bioinformatic identification and expression analysis of candidate genes of LIM protein family in strawberry under abiotic stresses 1492 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1485 1503 图 3 草莓 LIM 家族基因结构分析 Fig 3 The gene structure analysis for strawberry LIM family 2 4 草莓 LIM 家族候选基因 motif 序列分析 对森林草莓和凤梨草莓 LIM 家族 37 个成员进行保守基序预测 共得到 8 个基序 表 3 其 中 motif1 motif5 motif7 均含有 50 个氨基酸残基 motif6 和 motif8 所含氨基酸残基最少 均为 21 个 由图 4 可知 有 4 个 LIM 成员含有 3 个 motif 最多含有 6 个 其中 motif1 和 motif6 出现频率 最高 猜测其在 FvLIM 和 FaLIM 蛋白功能方面发挥重要作用 DA1 DAR 亚族的大部分成员包含 motif2 和 motif8 CRP 亚族大部分成员含有 motif3 motif4 motif5 和 motif7 说明这些成员执行的 功能相似 表 3 草莓 LIM 家族候选基因氨基酸保守序列 Table 3 Conserved motifs for strawberry LIM family candidate gen