乌拉尔图小麦 NBS-LRR 家族生物信息学分析

乌拉尔图小麦 ( Triticum urartu ) 为二倍体小麦，是普通小麦 ( Triticum aestivum , 由 A, B, D 三个亚基因组成的异源六倍体 ) A 基因组供体。普通小麦基因组庞大，异源六倍体性质导致其基因组研究存在困难。伴随普通小麦供体 A 基因组和 D 基因组的测序完成，为小麦 A 基因组供体 NBS-LRR 基因家族的研究提供了重要生物信息学数据。目前获得的抗病 (R) 基因大部分具有 NBS (nucleotide-binding site) 和 LRR (leucine-rich-repeat) 结构域，属于 NBS-LRR 基因家族。本研究采用 HMMER 对乌拉尔图小麦蛋白序列信息进行了 NBS-LRR 家族基因筛选，通过 Paircoi2 网站进行 coil-coil 结构域分析，采用 Uniprot 和 NCBI Blast 进行了验证和排除，经 Bioedit 、 MEGA 5.1 、 Clustal W 、 Jalview 等软件进行了 NBS-LRR 基因序列分析，确定了乌拉尔图小麦的 NBS-LRR 基因数量、类型、结构特点和系统发育学关系。最终从乌拉尔图小麦中获得 485 个 NBS-LRR 基因，占基因组 1.503% ，其中 331 个 N 型， 163 个 CNL 型 ( 其中 34 个 CN 型 ) ， 60 个 NL 型，无 Tir 型。随后经 MEME 网站筛选获得 CNL 亚家族中的 15 个相对保守的 motif ， N 末端结构均保守性较高。此外， PLN00113 出现在 LRR 的位置，在系统进化树的各分支中随机性分布。乌拉尔图小麦 NBS-LRR 基因的分类、蛋白序列的 motif 分析和系统进化树的研究为小麦 NBS-LRR 家族基因的功能研究提供重要依据。