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VQ蛋白是一类植物特异性蛋白。研究发现,它们与WRKY转录因子互作,广泛参与植物生长发育、代谢与抗逆过程。有关水稻VQ基因家族系统的表达研究鲜见报道。本研究基于水稻基因组数据库,采用MEGA6.0、Clustalx1.83、IBS1.0和Map Inspect等生物信息学软件,对水稻VQ蛋白家族进行了序列鉴定、结构域或基序分析、多重序列比对和系统进化分析;利用水稻微阵列CREP数据库获得水稻VQ基因在不同发育时期和不同组织中的表达谱;采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)研究了水稻VQ基因在水杨酸(SA)、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)、脱落酸(ABA)等激素处理、聚乙二醇(PEG)模拟干旱、高盐、冷(4℃)等非生物胁迫以及水稻纹枯病菌(Riziocotinia solani)接种等条件下的表达谱;利用本实验室先前的微阵列杂交数据,分析了一氧化氮(NO)对VQ基因表达的影响以及VQ与WRKY表达之间的相似性。结果如下:1、水稻基因组含40个VQ基因,不均匀地分布在12条染色体上,其中仅3个VQ基因含有内含子。水稻VQ蛋白有4种不同VQ基序:Fxxx VQx FTG、Fxxx VQx VTG、Fxxx VQx ITG和Fxxx VHx VTG,大部分属于Fxxx VQx LTG。水稻和拟南芥VQ蛋白分为8个组,大多数水稻和拟南芥VQ各自聚类成分枝,提示两者之间发生了明显的分歧。2、除VQ1、3、5、8、11、13、24、25和30外,大部分VQ基因在水稻不同发育时期和不同的组织中表达水平较低。除VQ5、7、10、24和31外,大部分VQ基因无明显的组织特异性和发育阶段特异性。3、q RT-PCR分析表明,部分水稻VQ基因在不同激素和胁迫处理下发生了差异表达(与0 h比较,在处理后三个时间点中至少一个时间点发生了p<0.05的显著差异)。在JA处理下,发生差异表达的VQ基因最多,有18个,依次是ET 12个,ABA 10个,SA 5个。分别为20、9、11和12个VQ基因响应盐、PEG、低温胁迫和纹枯病菌侵染。提示水稻VQ基因可能通过一条或多条激素信号途径参与了植物对生物胁迫和非生物胁迫的应答。4、微阵列杂交分析的结果表明,在NO处理下,有14个水稻VQ基因发生了差异表达,且多数为上调基因。顺式元件预测分析表明,这些差异表达的VQ基因启动子中的W-盒和类W-盒(WRKY的特异结合位点)平均频率为5.4,远高于统计学上的预期。聚类分析表明,差异表达的VQ与部分WRKY基因有着相似的表达谱。提示水稻中VQ与WRKY之间可能存在互作,这种互作可能在NO信号通路发挥调节作用。