玉米Dof转录因子家族的全基因组鉴定与分析

【目的】全基因组水平鉴定并解析玉米Dof（DNA binding with one finger）基因家族。【方法】基于玉米V3基因组数据鉴定玉米Dof基因家族，并从基因的结构、系统发育关系、染色体的位置分布、玉米不同组织和不同生理发育阶段基因的表达谱以及在充足氮（sufficient nitrogen，SN）和低氮（limiting nitrogen，LN）条件下V3期叶组织基因的差异表达5个方面分析玉米Dof基因家族。【结果】玉米参考基因组中存在46个Dof结构域基因，命名为ZmV3Dof1-ZmV3Dof46。通过系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为8个亚类（Subgroup）S1-S8，每个亚类有3-8个Dof基因。通过分析该家族染色体分布，发现玉米10条染色体，除Chr.9外，均有Dof基因的分布，其中，在Chr.1上分布最为密集，有12个ZmV3Dofs；在Chr.5和Chr.3上分布次之，分别为8和7个ZmV3Dofs；在其他染色体上则分布较少，此外，Dofs在Chr.1的底部、Chr.5的顶部和底部分布密度相对较高。表达谱分析结果表明，Dof基因家族成员在不同组织及不同发育阶段均有差异表达，预示不同Dof基因功能的多样性以及在植物发育过程中扮演着不同角色，且同一亚类Dof基因表达模式存在一定程度的相似性。此外，玉米Dof基因家族对氮响应较为敏感，充足氮（SN）和低氮（LN）条件下，V3期叶组织基因的RNAseq表达结果显示35个Dof基因在2种氮处理下表达量存在差异，其中13个基因表达量差异较大。值得注意的是21个Dof基因在低氮处理下表达量上调，其中8个基因只在低氮条件下表达。【结论】基于最新版基因组数据鉴定玉米在自交系B73基因组中存在46个Dof基因，Dof基因家族成员参与玉米不同生理发育过程中，部分基因可能在氮代谢调控中发挥积极作用。