小麦锈菌蛋白激酶基因家族的鉴定与进化分析

【作者】 李闯； 许笑蒙； 王鑫； 邢国珍； 刘娜； 郑文明；

【机构】 河南农业大学生命科学学院小麦玉米作物学国家重点实验室/河南粮食作物协同创新中心；

【摘要】 小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌引起小麦锈病、造成严重损失,是世界范围内最重要的小麦病害。对锈菌结构基因组的深入分析可为阐明锈菌毒性变异的分子机制提供理论基础。本研究通过生物信息分析手段,对三种小麦锈菌蛋白激酶超家族预测基因进行了系统分析。鉴定出条锈菌、叶锈菌和秆锈菌的蛋白激酶基因数量分别为221个、159个和159个,不同家族存在相似分布和差异分布的不同类型。使用COG、KEGG和GO数据库注释分析表明,蛋白激酶家族预测功能涉及在病原菌生长发育中的调控作用和寄主病原菌互作中机制,如信号分子、致病因子等。通过蛋白激酶家族核心基因及特异性基因分析,发现核心基因集在蛋白激酶基因中占比大于1/3,并据此推测了3种锈菌的进化关系和潜在的致病机制进化方向。MAPK蛋白激酶分析发现,MAPK基因的催化结构的保守序列呈现高度相似性。另外,预测的蛋白质互作关系显示,MAPK基因的蛋白质互作在3种锈菌中分布不均,可能与锈菌的自身特性多样性和致病机制复杂性有关。本研究可为锈菌蛋白激酶基因的信号传导、致病机制、寄主与锈菌互作关系分析等提供理论依据。更多还原