BMC genomics|26个玉米基因组中萜烯合酶的多重变异模式
今天给大家分享一篇基于26个玉米泛基因家族文章——“Multiple variation patterns of terpene synthases in 26 maize genomes”
今天给大家分享一篇基于26个玉米泛基因数据进行的基因家族分析文章——“Multiple variation patterns of terpene synthases in 26 maize genomes”于今年发表在BMC genomics杂志上，影响因子为4.4，中科院分区为2区。
在玉米中，有一种重要的次生代谢产物——萜类化合物，在玉米的生长，授粉，抗虫害和损伤响应等生物学过程中发挥了重要的调节作用，萜类化合物主要由萜烯合酶催化(TPS)，目前，玉米TPS基因家族尚未被鉴定和分析。
从2009 年第一个玉米近交系 B73 的基因组公布时起，B73 一直作为玉米的主要参考基因组，然而B73 基因组只占有完整玉米泛基因组 63% 至 74% 的基因，其所包含的遗传信息不全面，对于玉米基因组的解析具有一定的局限性。2021年，Hufford等人在Science 在线发表题为“26 个不同玉米基因组的从头组装、注释和比较分析”的研究论文，该研究对 26 个玉米自交系的基因组进行了从头组装。基于已经发布的26个玉米自交系泛基因组，在本文中，作者进行了玉米的TPS基因家族分析。
系统发育树的构建和PAV分析
通过使用TPS-N端和C端结构域进行检索和基因的共线性比对，作者筛选到了31个玉米TPS 基因，并构建了玉米和拟南芥TPS家族成员的系统发育树，根据 水稻TPS 家族的分类标准，作者将 玉米TPS划分为a、b、c、e/f四个亚群，并发现其中的四个基因存在互斥作用。基因的选择压力分析
为了探究ZmTPS基因的选择压力，作者根据26个玉米基因组中的基因序列计算了每个TPS基因的Ka/Ks值，筛选了Ka/Ks>1的基因并绘制其在26个品系中的频率热图。结构变异和差异表达分析
作者随后对玉米TPS结构变异基因进行了差异表达分析，发现TPS25的结构变异确实改变了该基因的表达。
作者随后对玉米TPS结构变异基因进行了差异表达分析，发现TPS25的结构变异确实改变了该基因的表达。
进一步对其Motif和基因结构进行分析，发现少数玉米品系中的TPS25的Motif和基因结构发生了显著改变。
在随后的分析中，作者又发现结构变异对基因的保守结构域造成了影响，并导致了大量非典型基因的出现。
基因数量和表达量相关性分析
然后作者分析了TPS基因数量和总表达量之间的相关性，相关性分析结果也表明TPS 基因的数量与总表达量不相关。典型基因和非典型基因的表达分布
然后作者又分析了典型基因和非典型基因的表达是否存在显著的差异，作者选取了5个存在非典型结构的玉米TPS基因，对这些基因在典型结构和非典型结构下的表达分布模式进行了统计，结果表明，典型基因和非典型基因的表达具有不同的分布模式。损伤胁迫下的TPS基因差异表达分析
亚洲玉米螟是多种农业作物的害虫，在先前的研究中已经发现TPS基因的表达产物——萜类化合物，在植物的损伤响应中发挥了重要的作用。为了分析玉米TPS 基因对亚洲玉米螟取食的响应，作者从 Guo 等人的研究中获取了亚洲玉米螟取食后不同时间点的TPS基因表达数据。差异表达分析结果显示，部分 TPS 基因在亚洲玉米螟取食后表达上调，随着取食时间的延长，差异表达的 TPS 数量增加，上述结果表明TPS 基因家族在玉米对于玉米螟的取食响应中起着重要作用。- 发表于 2023-10-16 18:10
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- 分类：基因组学
