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随着真核生物基因组测序工作的进一步深入,研究人员发现了数以千计的功能未知的基因,其中许多可能属于各种不同的基因家族。PPR基因家族就是其中的一种。PPR基因的主要特点是其编码的蛋白质最基本的结构单元是由35个氨基酸残基组成的。PPR基因存在于几乎所有的真核生物中。在高等植物体内,PPR基因数量众多,是人们在高等植物中发现的最大的基因家族之一。这一点,与PPR基因在动物中的分布形成了鲜明的对比。PPR蛋白具有RNA结合活性。目前已经得到研究的一些PPR基因的功能是在转录后水平上调节线粒体或叶绿体相应基因的表达,也有一些PPR蛋白作为转录因子调节基因的转录。研究人员以拟南芥为模式生物,对PPR基因家族的特点进行了较为详细的阐述。然而,迄今为止,水稻中PPR基因家族的总体情况仍然没有得到系统的分析。
本文在前人研究的基础上,通过一系列生物信息学方法,对水稻中的PPR基因进行了鉴定。通过在NCBI以及TIGR网站上进行BlastP分析,综合在RAP-DB网站上进行的BLAT在线分析结果,我们共找到了493个PPR基因的DNA序列信息。同时,我们发现,在水稻的12条染色体上,第1,2,3条染色体上PPR基因数量最多。通过在NCBI拟南芥数据库中进行BlastP比对,我们找到了这些水稻PPR基因各自对应的拟南芥的同源基因,这些基因也都是PPR基因。我们还使用TargetP以及Predotar在线分析软件确定了每种PPR蛋白的亚细胞定位情况。我们发现,大多数PPR蛋白定位在线粒体或叶绿体上,还有一些蛋白定位在内质网上。我们使用SMART在线分析软件对PPR蛋白进行序列分析,得到了每种蛋白的结构域图示。同时发现,有98个PPR蛋白还含有其它结构域。通过对NCBI表达数据库Gene expressionomnibus(GEO)进行分析,我们得到了水稻PPR基因在第7天幼苗的根,成熟的叶,茎顶端分生组织,幼嫩的花序(长度小于3cm),22-30cm的花序等5种组织中的表达模式。然后,我们分析了水稻中PPR基因与microRNA的关系。我们发现,有8个PPR基因是8个不同的microRNA分子的靶基因。最后,我们使用MEGA进化分析软件对水稻PPR基因家族进行了分析。结果显示,在进化的早期阶段,PPR基因家族主要分成两个枝共同进化。