摘要：AP2作為一類植物轉錄因子，在花的發育和營養器官的形成過程中都起著非常重要的作用。旨在對蔓花生(Arachis duranensis)AP2蛋白的理化性質及分子進化關系等進行詳細的生物信息學分析。結果表明，蔓花生AP2基因家族成員編碼蛋白亞細胞定位預測均在細胞核中，有11個成員的理論等電點小于7，推測該家族蛋白多為酸性蛋白，有8個成員存在2個保守結構域;該家族成員均無信號肽;除了Aradu.SE6Q0與Aradu.42K79成員中存在跨膜現象外，其他成員鮮少出現跨膜現象。親疏水性預測結果表明，蔓花生AP2基因家族編碼蛋白的親疏水性系數均小于0，推測其為親水蛋白;磷酸化位點主要集中在絲氨酸上;其二級結構以無規則卷曲和α-螺旋為主。研究還得出，蔓花生AP2基因家族編碼蛋白的主要保守基序是Motif1、Motif2和Motif4;Motif3、Motif4都含有YRG結構域，Motif5含有RAYD結構域;構建的系統發育樹也有力地說明了AP2基因家族的進化程度。
關鍵詞：蔓花生;AP2基因;基因家族;生物信息學
蔓花生(Arachis duranensis)，別稱遍地黃金，是豆科蝶形花亞科蔓花生屬的多年生宿根草本植物，原產于亞洲熱帶及南美洲地區，其根系發達，抗逆性強，病蟲害少，是動物的良好牧草[1-6]。蔓花生有一定的耐熱耐旱性、抗寒性、耐陰性、耐貧瘠性[2-3，7-13]，對有害氣體有較強的抗性[14-15]。APETALA2(AP2)是一類植物轉錄因子，其結構首次被發現于擬南芥中，并證實在花的發育過程中和營養器官中均有表達[16-20]。該類因子由60～70個氨基酸殘基組成，并參與DNA的結合過程[18，21-22]。AP2基因家族是AP[STBX]2[STBZ]/ERF超級基因家族下的1個分支，其家族蛋白包含2個重復的AP2結構域，即AP2-R1和AP2-R2，根據2個結構域是否含有插入序列，將AP2基因家族分為ANT組、euAP2組，此外，AP2基因家族還含有較長的識別序列GCAC(A/G)N(A/T)TCCC(A/G)ANG(C/T)元件[23-28]。AP[STBX]2/ERF超級基因家族中除AP2[STBZ]家族外，還包括ERF家族和RAV家族，ERF家族編碼蛋白含有1個AP2結構域，RAV家族編碼蛋白含有1個AP2結構域和1個B3結構域，其中B3結構域在其他植物的特異轉錄因子中是1個保守的DNA結合結構域[21]。AP[STBX]2[STBZ]/ERF亞家族成員通過與CC、CRT/DRE、JERE或VWRE等作用元件相互作用而誘導下游基因的表達[29-32]。AP2參與花發育、小穗分生組織的形成、葉表皮細胞識別和胚胎發育等過程的調控[33]以及花器官的識別，如花瓣、萼片[34-38]。在AP[STBX]2[STBZ]家族編碼蛋白中，擬南芥蛋白AP213(AP2)、AP2-14(TOE1)、AP2-8(AIL6)、AP2-12(AIL7)含有EAR-like基序[17]。AP2的CAP2在鷹嘴豆(Cicer arietinum Linn.)中具有抗鹽、抗干旱脅迫的功能[39]，EgAP2-1在油棕(Elaeis guineensis Jacq.)中調控合子和體細胞胚的發育[40]。AP2/ERF轉錄因子基因家族的結構和進化在擬南芥、水稻和大豆中是相對保守的[41]，許多亞家族和亞類存在于這3個物種中，這說明絕大多數AP2/ERF亞家族成員存在于物種分化之前[18]。AP[STBX]2[STBZ]轉錄基因在花生種子發育的4個時期的表達存在差異[33]，其通過影響胚、胚乳和種皮的發育來控制種子的大小，同時通過對糖代謝的影響來影響種子的質量[18，39，42]。目前尚未見關于蔓花生AP2基因家族理化特性及其進化關系的報道，因此，本研究以蔓花生AP2蛋白序列為材料，利用生物信息學工具對蔓花生AP2基因家族的理化特性、保守基序和系統進化關系進行詳細研究，以期為進一步研究和揭示AP2基因家族在蔓花生生長發育、基因調控中的作用提供參考依據。
1 材料與方法
1.1 材料
從PlantTFDB數據庫[43](http：//planttfdb.cbi.pku.edu.cn/)中下載蔓花生、野花生、花生3個落花生屬和擬南芥的AP2蛋白序列，以及二穗短柄草(Brachypodium distachyon)AP2家族成員Bradi2g37800.13.p、鷹嘴豆AP2家族成員XP 004506004.1、黃花蒿(Artemisia annua)AP2家族成員Aan013559、木豆(Cajanus cajan)AP2家族成員C.cajan 21449、大豆(Glycine max)AP2家族成員Glyma.12G073300.1.p、綠豆(Vigna radiata)AP2家族成員Vradi03g03260.1、蕓豆(Phaseolus vulgaris)AP2家族成員Phvul.011G071100.1、向日葵(Helianthus annuus)AP2家族成員Han007343、芝麻(Sesamum indicum)AP2家族成員XP 011089852、蓖麻(Ricinus communis)AP2家族成員28752.m000339、玉米(Zea mays)AP2家族成員GRMZM2G700665 P03、印度水稻(Oryza sativa ssp. indica)AP2家族成員BGIOSGA018911-PA、小麥(Triticum urartu)AP2家族成員TRIUR3 14819-P1的蛋白序列。
1.2 方法
1.2.1 蔓花生AP2基因家族理化性質的分析及亞細胞定位 利用在線程序PrtoParam[44-47](https：//web.expasy.org/protparam/)統計蔓花生AP2基因家族的編碼氨基酸數量、理論等電點、分子量、帶正電荷氨基酸殘基數、帶負電荷氨基酸殘基數和脂肪族氨基酸指數及總平均親疏水性等理化性質信息，并在PlantTFDB數據庫中以擬南芥基因序列為探針，進行BLAST對比。利用在線軟件CELLOv2.5(http：//cello.life.nctu.edu.tw/)[48]對17條蔓花生的AP2蛋白序列進行亞細胞定位。
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