芒果果实bHLH家族转录因子的生物信息学分析.pdfVIP

龙源期刊网

芒果果实bHLH家族转录因子的生物信息

学分析

作者：郑斌文定青武红霞邹明宏刘恒

来源：《热带作物学报》2019年第02期

摘;要;bHLH家族作为植物中较大的转录因子家族之一，在真核生物生长发育调控中具有

重要作用。本研究基于芒果果实转录组数据，利用生物信息学方法鉴定出87个bHLH家族蛋

白，其中酸性蛋白所占比例较大，大部分为不稳定蛋白，且均为不含信号肽的亲水性蛋白，除

CL10714.Contig1为膜结合转录因子外，其余均不含跨膜结构。芒果bHLH蛋白结构域有多个

氨基酸位点保守性较高，87个芒果bHLH蛋白中73个（83.91%）具有E-box结合功能。GO

分析发现芒果bHLH蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的17个亚

类。进化树分析发现芒果bHLH蛋白与拟南芥有较高的保守性，并基于进化树对部分bHLH蛋

白的功能进行了预测。本研究结果将为下一步芒果bHLH蛋白的功能研究奠定基础。

关键词;芒果;bHLH家族;转录因子;生物信息学

中图分类号;S667.7;;;文献标识码;A

碱性螺旋-环-螺旋（basicHelix-Loop-Helix，bHLH）转录因子为真核生物蛋白中的一个大

家族[1]，在生物的生长发育调控中起着极为重要的作用。bHLH转录因子于1989年首次在动

物中发现，因含有bHLH结构域而得名[2]。bHLH结构域由大约60个氨基酸组成，分为碱性

氨基酸区域（basic）和α-螺旋-环-α-螺旋区（HLH），碱性氨基酸区位于bHLH结构域的N

端，长度约为15个氨基酸，主要负责与DNA顺式元件结合，HLH区位于该结构域的C-端，

由大约40个氨基酸组成，具有形成二聚体的特性[2-4]。

植物中bHLH转录因子是仅次于MYB的第二大转录因子家族[5]，其参与调控抗逆、器官

发育、激素响应及代谢物合成等多个生物学进程[6]。与对照相比，拟南芥中过表达bHLH122

基因的株系对干旱、NaCl和渗透胁迫的抗性增强[7];Jiang等[8]发现bHLH转录因子参与了黄

瓜果实长度的调控;在拟南芥中，bHLH基因BEE1、BEE2和BEE3参与对油菜素内酯的响应，

且这3个基因在油菜素内酯的信号传导中功能冗余[9];MdbHLH33参与调控苹果花色素苷的生

物合成[10]。

基于高通量测序及生物信息学分析技术，人们已对一些植物的bHLH基因家族进行了挖

掘、比较分析和功能预测，并对部分bHLH基因进行了功能分析。基于基因组信息，Geng等

[11]在甜橙中发现56个bHLH转录因子，其中CsbHLH18通过调控抗氧化基因调节植株耐寒

性及活性氧平衡。芒果素有“热带果王”之美誉，含有丰富的糖类、蛋白质、维生素、类胡萝卜

素和钙质等营养成分，在我国主要分布在海南、广西、云南、四川、广东和福建等地，已成为

我国热区农业的支柱产业[12]，但目前关于芒果bHLH转录因子的研究还鲜有报道。为此，本

龙源期刊网

研究基于芒果果实转录组测序结果，利用生物信息学手段对bHLH家族基因进行鉴定和分析，

为进一步探究芒果bHLH转录因子的功能奠定基础。

材料与方法1;

材料1.1;

芒果蛋白序列来源于構建的转录组数据库（GenBankaccessionSRP035450）。拟南芥

bHLH家族氨基酸序列下载于拟南芥信息资源（TAIR）数据库（http：

//）。

方法1.2;

1.2.1;芒果bHLH家族蛋白的鉴定;从Pfam31.0[13]数据库（http：///）下载

HLH结构域种子文件PF00010和PF14215，利用HMMER3.1b2[14]软件分别构建ProfileHMM

（数值表格型隐马可夫模型），基于ProfileHMM分别检索芒果转录组蛋白数据库并对检索结

果进行整合去冗余，得到候选蛋白。将候选蛋白用SMART[15]