玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建

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作者：巩校东;谷守芹;董金皋;张晓玉;田兰;王星懿;李坡;张盼;王玥;范永山;韩建民 作者机构：河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北省农林科学院植物保护研究所，河北保定 071000;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001;唐山师范学院生命科学系，河北唐山 063000;河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室，河北保定 071001 来源：中国农业科学 ISSN：0578-1752 年：2014 卷：000 期：009

页码：1715-1724 页数：10 正文语种：chi

关键词：玉米大斑病菌;MAPK基因超家族;系统进化;保守基序

摘要：【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）的MAPK超家族基因，并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析，构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型，为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数

据库，通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组，鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息；采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析；通过GSDS工具进行基因结构分析；利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime24类；MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk13类；MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk23类。基因组定位及基因结构分析表明，MAPK超家族散布在基因组中，且MAPK基因的结构最为复杂多样，MAPKK次之，MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明，玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守，其中MAPK具有保守的“-TxY-”磷酸化位点，MAPKK含有保守的“-SD[V/I]WS-”磷酸化位点，MAPKKK 含有“-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-”特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明，玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析，在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog 4条MAPK级联途径，其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。