玉米基因组细胞色素P450基因家族的分析

【作者】 刘小民； 许贤； 李秉华； 王贵启； 张焕焕； 祁志尊；

【机构】 河北省农林科学院粮油作物研究所；

【摘要】 玉米田化学除草在减轻杂草危害,降低农民劳动强度及增加玉米产量等方面发挥着重要作用,但玉米田苗后茎叶处理除草剂如烟嘧磺隆、硝磺草酮、氟嘧磺隆及玉嘧磺隆等容易对一些玉米杂交种或自交系造成严重危害,给玉米生产带来潜在的威胁。细胞色素P450酶(CYP)是参与除草剂代谢第一阶段的重要酶系,对作物对除草剂耐药性及敏感性的形成过程中发挥着重要作用。本研究利用生物信息学手段,结合玉米基因组数据库对玉米体内细胞色素P450基因家族进行分析。结果表明:玉米基因组中包含249个全长CYP基因,可分为8个基因簇(clan)(CYP51,71,72,85,86,97,710及711),38个家族(family)。其中16个家族的139个基因属于A型CYP基因家族,C端包含"FGXGRRXCXG"特征结构域。22个家族的110个基因属于非A型CYP基因家族,C端包含"FXXGXRXCXG"结构域。CYP71是其中最大的A型CYP基因家族,包含54个CYP基因,CYP72为最大的非A型CYP基因家族,包含16个CYP基因。249个CYP基因中包含44个无内含子的基因,主要分布在CYP86、CYP71及CYP710家族中。对CYP基因进行染色体定位,发现玉米1~10号染色体均有CYP基因分布,其中1号染色体上分布数量最多,共47个。7号染色体上分布数量最少,共12个。通过与KEGG pathway数据库比对,34个CYP蛋白被注释到次生代谢物的生物合成、代谢、苯基丙酸类合成及类黄酮生物合成等16条生物通路上。本研究将为玉米CYP基因家族的功能及其在除草剂代谢中发挥的作用研究奠定基础。更多还原