全 文 ：书苜蓿全基因组 犠犚犓犢转录因子基因的分析
江腾，林勇祥，刘雪，江海洋，朱苏文
（安徽农业大学生命科学学院 安徽省作物生物学重点实验室，安徽 合肥２３００３６）
摘要：蒺藜苜蓿的基因组较小，遗传转化相对容易，是国际上广泛用于研究豆科植物的模式植物，其全基因组测序
已经完成。ＷＲＫＹ转录因子是近年来在植物中发现的Ｎ端含有 ＷＲＫＹＧＱＫ高度保守氨基酸序列的新型转录调
控因子，调节启动子中含 Ｗｂｏｘ元件的调节基因和（／或）功能基因的表达，从而参与植物的各种防卫反应。本研
究以苜蓿基因组序列（Ｍｔ２．０）为材料，利用生物信息学方法分析苜蓿全基因组 ＷＲＫＹ转录因子基因的数目、种类、
系统发生学、保守基序，结果表明，苜蓿中共有２８个犠犚犓犢 基因，其中５个基因含有２个 ＷＲＫＹ结构域，共含有
３３个 ＷＲＫＹ结构域，根据其结构域特点可以分为３个大类，同时与水稻犠犚犓犢 基因进行了比较研究，发现基因数
目远少于拟南芥和水稻，同时研究证实苜蓿与水稻犠犚犓犢 基因的起源和进化关系存在较大差异，显示出苜蓿
ＷＲＫＹ进化有其独特的特点，此外分析苜蓿犠犚犓犢 基因的保守ｍｏｔｉｆ共有４６个，筛选得到 ＷＲＫＹ结构域的５个
保守ｍｏｔｉｆ。该研究对苜蓿犠犚犓犢 基因功能的研究及进化具有重要的意义。
关键词：苜蓿；ＷＲＫＹ；系统发生树；生物信息学
中图分类号：Ｓ５５１＋．７５３；Ｑ９４３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０３０２１１０８
转录因子在高等植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的调控作用，典型的高等植物转录因子
含有ＤＮＡ结合域、转录调控域、寡聚化位点和核定位信号，转录因子通过这些结构域与顺式元件相互作用调控
基因的表达。转录因子也称反式作用因子，其主要功能是激活或抑制基因的转录效应［１，２］。ＷＲＫＹ蛋白是植物
所特有的转录因子家族。因 ＷＲＫＹ结构域是一个６０个氨基酸左右的保守结构，所有结构域均含有高度保守的
ＷＲＪＫＹＧＱＫ氨基酸序列而得名［３，４］。犠犚犓犢 基因是首先从植物中分离得到的一类调节蛋白质。至今已从多种
植物中分离，如甜土豆（犐狆狅犿狅犲犪犫犪狋犪狋犪狊）、野燕麦（犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪）、皱叶欧芹（犘犲狋狉狅狊犲犾犻狀狌犿犮狉犻狊狆狌犿）、拟南芥
（犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊狋犺犪犾犻犪狀犪）、烟草（犖犻犮狅狋犻犪狀犪狋犪犫犪犮狌犿）、水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）等［５９］。犠犚犓犢 基因家族的名字来源于
这类蛋白质的一个主要特征即含有 ＷＲＫＹ结构域。
在拟南芥、烟草和水稻中，已有大量的文献报道 ＷＲＫＹ转录因子参与了水杨酸和茉莉酸信号传导相关基因
的调控和抗病性［１０１２］。水稻的一个 ＷＲＫＹ４５基因被证实与稻瘟病的抗性相关，过量表达 ＷＲＫＹ４５基因导致水
稻的抗稻瘟病能力增强［１３］。拟南芥中的 ＷＲＫＹ１８，ＷＲＫＹ４０和 ＷＲＫＹ６０基因与灰霉菌（犛狋狉犲狆狋狅犿狔犮犲狊犵狉犻
狊犲狌狊）和假单孢菌（犘狊犲狌犱狅犿狅狀犪狊犪犲狉狌犵犻狀狅狊犪）的抗性密切相关［１４］。近年来，随着多种植物全基因组数据的公布，
利用全基因组数据分析某一基因家族基因的特征越来越多，最早是拟南芥中抗病基因的全基因组分析，利用生物
信息学方法从拟南芥中共发现１４９个ＮＢＳ（ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｂｉｎｄｉｎｇｓｉｔｅ）基因，并对该基因家族进行染色体定位，分
类，保守的基序（ｍｏｔｉｆ）分析［１５］，该研究对近几年拟南芥ＮＢＳ抗病基因的克隆和功能验证起着重要的作用。随后
利用生物信息学方法对其他基因家族的全基因分析的报道也日益增多，而犠犚犓犢 基因作为一类较为重要的基
因家族，一直是分子生物学中研究的重点，在拟南芥全基因组中有７２个犠犚犓犢 基因，共含有８５个 ＷＲＫＹ结构
域，其中有１３个 ＷＲＫＹ蛋白包含着２个 ＷＲＫＹ结构域，对水稻全基因组犠犚犓犢 基因研究表明，水稻中共有
１０２个 ＷＲＫＹ转录因子基因［１６］，对拟南芥和水稻犠犚犓犢 基因的研究大大加速了对这类基因的了解。
蒺藜苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪），豆科蝶形花亚科苜蓿属一年生黄花苜蓿，耐旱，已经成为研究豆科植物的
模式植物［１７，１８］，基因组小（全基因组４７０Ｍｂ），因其转化和培养较为容易，目前，在豆科植物功能基因的研究中应
第２０卷 第３期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２１１－２１８
２０１１年６月
收稿日期：２０１００４２７；改回日期：２０１００６２１
基金项目：国家自然科学基金项目（３０１１１３０９）和安徽省自然科学基金项目（０９０４１１０２３）资助。
作者简介：江腾（１９８３），男，安徽淮北人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｊｔｅｎｇ２００２＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈｕｓｕｗｅｎ＠１２６．ｃｏｍ
用较多［１９２１］。苜蓿全基因组的精细序列（Ｍｔ２．０）已经公布，目前，利用生物信息学方法分析基因家族的特征、进
化关系成为热点［２２，２３］。本研究利用生物信息学方法分析了苜蓿全基因组犠犚犓犢 基因的种类、数目和进化特点，
对促进苜蓿犠犚犓犢 基因家族功能基因组学的进一步研究具有重要意义。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
本研究以苜蓿最新的全基因组数据库（Ｍｔ２．０）为对象，苜蓿全基因组数据和蛋白质数据下载于苜蓿基因组
测序网站（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｄｉｃａｇｏ．ｏｒｇ）。
１．２ 试验方法
１．２．１ 犠犚犓犢 基因的确定 因为苜蓿基因组的注释并不完全，因此利用蛋白家族数据库（Ｐｆａｍ）中选取的
ＷＲＫＹ蛋白家族序列（ＰＦ０３１０６），利用序列的同源性搜索工具（Ｂｌａｓｔｐ）筛选苜蓿全部基因，Ｐ值设为１０－３［２４］，把
候选犠犚犓犢 基因进行Ｐｆａｍ分析，以证实其蛋白含有保守的 ＷＲＫＹ结构域。而水稻的犠犚犓犢 基因已经在基因
组中有较好的注释，直接从水稻基因组网站中下载全基因序列，获取水稻的１０２条犠犚犓犢 基因序列。
１．２．２ ＷＲＫＹ类型基因分类 对基因家族进行分组是功能分析的一项重要内容，转录因子基因家族常含有高
度保守的功能域或有ＤＮＡ结合功能的保守域。根据预测得到的 ＷＲＫＹ域的氨基酸序列对苜蓿犠犚犓犢 基因进
行分组。参照Ｅｕｌｇｅｍ和Ｓｏｍｓｓｉｃｈ［３］的分组原则及结合系统发育分析的结果进一步分组，含有２个 ＷＲＫＹ保守
结构域的定义为Ⅰ类，含有１个 ＷＲＫＹ保守结构域且含有Ｃ２Ｈ２保守锌指基序（ｍｏｔｉｆ）的定义为Ⅱ类，含有１个
ＷＲＫＹ保守结构域且含有Ｃ２ＨＣ保守的锌指ｍｏｔｉｆ的定义为Ⅲ类。这样 ＷＲＫＹ域可以分为３个大组（Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ）。
１．２．３ ＷＲＫＹ类型基因的染色体定位 ＷＲＫＹ类型基因通过苜蓿基因组数据库（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｄｉｃａｇｏ．
ｏｒｇ／ｇｅｎｏｍｅ／）提供的染色体ＢＬＡＳＴ工具进行苜蓿染色体物理定位，首先将每个犠犚犓犢 基因与苜蓿全基因组进
行ＢＬＡＳＴ搜索，寻找最匹配的染色体位置，从而确定每个 ＷＲＫＹ类型基因在染色体上的具体位置。
１．２．４ ＷＲＫＹ类型基因系统发生学分析 选取苜蓿中所有的 ＷＲＫＹ 类型基因与水稻１０２个已鉴定的
犠犚犓犢 基因利用ＣＬＵＳＴＡＬＷ软件进行序列比对［２５］，然后利用 ＭＥＧＡ４．０软件进行系统进化树的构建，分析
苜蓿与水稻犠犚犓犢 基因间的进化关系［２６］。此外，对所有犠犚犓犢 基因中的所有 ＷＲＫＹ结构域进行序列比对，
然后根据结构域的比对结果绘制 ＷＲＫＹ结构域的系统进化树。
１．２．５ ＷＲＫＹ结构域（ｄｏｍａｉｎ）的ｍｏｔｉｆ分析 苜蓿 ＷＲＫＹ类型基因的预测ｍｏｔｉｆ分析通过 ＭＥＭＥ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ
ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｍｏｔｉｆｅｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ）在线分析［２７］，ＭＥＭＥ是美国圣地亚哥超级计算机中心（ＳＤＳＣ）开
发的一套用来寻找一组相关的ＤＮＡ序列或者蛋白质序列基序的程序。利用此软件来预测苜蓿犠犚犓犢 基因中
的保守ｍｏｔｉｆ以及 ＷＲＫＹ结构域上的保守ｍｏｔｉｆ。
２ 结果与分析
２．１ ＷＲＫＹ类型候选基因的确定与染色体定位
利用Ｐｆａｍ数据库的 ＷＲＫＹ结构域的标准序列，在苜蓿全基因组中进行ＢＬＡＳＴ搜索，犘值设为１０－３，然后
把候选序列进行序列比对。通过这种方法，从苜蓿基因组中共找到２８个犠犚犓犢 候选基因，分别命名为 犕狋
犠犚犓犢１犕狋犠犚犓犢２８（表１）。水稻已经报道共有１０２个犠犚犓犢 基因，即使是同为双子叶植物的拟南芥中也发现
了７２个犠犚犓犢 基因，苜蓿的基因组大小与水稻相当，这说明了犠犚犓犢 基因家族并不与基因组大小有直接的对
应关系，拟南芥的基因组是苜蓿的１／４左右，但是其犠犚犓犢 基因总数是苜蓿的３倍左右。进一步把２８个苜蓿的
ＷＲＫＹ进行染色体定位，发现犠犚犓犢 基因并没有均匀的分布在染色体上，其中，５号染色体分布最多，共含有８
个犠犚犓犢 基因，１号染色体有４个基因，３和４号染色体都有３个基因，７号染色体有２个基因，８号染色体有６
个基因，而２和６号染色体上不含有犠犚犓犢 基因，水稻、拟南芥等植物的犠犚犓犢 基因分布也有此特点。此外，
２６个犠犚犓犢 基因都已经精确定位到染色体上，而犕狋犠犚犓犢１４和犕狋犠犚犓犢１５两个基因并没有定位在任何染色
体上，主要是因为其所在的ＢＡＣ（细菌人工染色体，ｂａｃｔｅｒｉａｌａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ）克隆目前没有被定位，导致基
因不能够与拼接的染色体序列匹配。
２１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
２．２ 犠犚犓犢 基因序列比对与分类
拟南芥和水稻犠犚犓犢 基因的研究已经对这个
基因家族有了一些理解，一般而言该基因可以分为
３个大类和若干小类，采用了文献的方法将苜蓿的
２８个犠犚犓犢 基因进行了分类，也可以分为３类，其
中犕狋犠犚犓犢１犕狋犠犚犓犢５因为其含有２个保守的
ＷＲＫＹ结构域而划分为Ⅰ类。犕狋犠犚犓犢２７与犕狋
犠犚犓犢２８因为其除了含有１个 ＷＲＫＹ结构域外，
还含有Ｃ２ＨＣ的保守ｍｏｔｉｆ，而划分为Ⅲ类，其他的
犠犚犓犢 基因含有１个 ＷＲＫＹ结构域且在Ｃ端包
含Ｃ２Ｈ２的保守 ｍｏｔｉｆ而划分为Ⅱ类。此外，把所
有基因的 ＷＲＫＹ保守结构域的氨基酸序列进行比
对分析，其中含有２个 ＷＲＫＹ结构域的Ⅱ类基因，
把Ｎ端的结构域命名为 ＮＷ，发现 ＷＲＫＹ结构域
长度为５１～６３个氨基酸（图１），相对于 Ｃ端的
ＷＲＫＹ结构域，其Ｎ端 ＷＲＫＹ结构域之间具有相
似的序列构成。对 ＷＲＫＹ结构域进行系统发生学
分析，可以明显的分为３个分枝（图２），且所有基因
的ＮＷ 结构域基本上在同一进化分枝上，说明它们
与Ｃ端的 ＷＲＫＹ结构域并不是简单的复制现象造
成，有其单独的起源和进化关系。此外，ＷＲＫＹＧＱＫ
７个氨基酸被视为犠犚犓犢 基因最保守的结构，从结
构域的序列比较可以发现，第１组和第３组基本上
比较保守，ＷＲＫＹＧＱＫ基本上没有变异，而第２组
中 ＷＲＫＹＧＱＫ中的Ｑ残基变异较大，说明了不同
类型的犠犚犓犢 基因的选择压力和进化模式是不
同的。
２．３ 苜蓿犠犚犓犢 基因的系统发生学关系
利用苜蓿的２８个犠犚犓犢 基因氨基酸序列与
水稻１０２个犠犚犓犢 基因氨基酸序列进行序列比
对，然后进行系统进化树绘制（图３）。可以明显的
看出苜蓿的犠犚犓犢 基因集中分布在几个分枝上，
共有１７个基因是单独位于分枝上，说明了苜蓿与水
表１ 苜蓿犠犚犓犢基因的分类和定位信息
犜犪犫犾犲１ 犆犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀犪狀犱犾狅犮犪狋犻狅狀狅犳
犠犚犓犢犵犲狀犲狊犻狀犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪
基因名称
Ｇｅｎｅｎａｍｅ
类型
Ｃａｔｅｇｏｒｙ
细菌人工
染色体
ＢＡＣ
染色体位置
Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ
ｌｏｃａｔｉｏｎ
氨基酸数目
Ａｍｉｎｏａｃｉｄｓ
ｎｕｍｂｅｒ
犕狋犠犚犓犢１ Ⅰ ＣＲ９５５００６ ５ ３９１
犕狋犠犚犓犢２ Ⅰ ＣＲ９５５００６ ５ ２８２
犕狋犠犚犓犢３ Ⅰ ＡＣ１５１６６４．３０ ５ ４７０
犕狋犠犚犓犢４ Ⅰ ＡＣ１４８１７１．１６ ５ ６００
犕狋犠犚犓犢５ Ⅰ ＡＣ１２１２３２．５５ ５ ５９５
犕狋犠犚犓犢６ Ⅱ ＣＵ０６２４９６．５ ４ ２４４
犕狋犠犚犓犢７ Ⅱ ＡＣ１８６６７７．３ ７ ２１９
犕狋犠犚犓犢８ Ⅱ ＡＣ１６５２１８．４ １ ３８０
犕狋犠犚犓犢９ Ⅱ ＡＣ１７４１４３．３ ８ ４１６
犕狋犠犚犓犢１０ Ⅱ ＡＣ１７４３０７．１４ １ １６２
犕狋犠犚犓犢１１ Ⅱ ＣＴ９６７３１６．８ １ １７２
犕狋犠犚犓犢１２ Ⅱ ＡＣ１５８７３７．１４ ４ １８４
犕狋犠犚犓犢１３ Ⅱ ＣＵ１３７６６６．１ ５ １５４
犕狋犠犚犓犢１４ Ⅱ ＡＣ１３８０１２．３２ ０ ３２７
犕狋犠犚犓犢１５ Ⅱ ＡＣ１４６５５７．３３ ０ ５５
犕狋犠犚犓犢１６ Ⅱ ＡＣ１４８６５５．４ １ ３１２
犕狋犠犚犓犢１７ Ⅱ ＡＣ１３８０１５．２４ ４ ２６１
犕狋犠犚犓犢１８ Ⅱ ＡＣ１７１５３３．３ ７ ２６５
犕狋犠犚犓犢１９ Ⅱ ＡＣ１７４３５７．６ ８ ３１７
犕狋犠犚犓犢２０ Ⅱ ＣＴ０２５８３７．１ ８ ２７１
犕狋犠犚犓犢２１ Ⅱ ＣＲ９３６３６８．１２ ３ ４０３
犕狋犠犚犓犢２２ Ⅱ ＡＣ１２８６６０．３１ ５ ２５５
犕狋犠犚犓犢２３ Ⅱ ＣＵ０１９６０３．９ ５ ２９４
犕狋犠犚犓犢２４ Ⅱ ＡＣ２０２４６６．２ ８ ６０５
犕狋犠犚犓犢２５ Ⅱ ＡＣ１２２７２６．２１ ８ ６１３
犕狋犠犚犓犢２６ Ⅱ ＡＣ１５０７９９．４ ８ ６０２
犕狋犠犚犓犢２７ Ⅲ ＣＴ００９７４９．１ ３ ２７０
犕狋犠犚犓犢２８ Ⅲ ＣＴ９６３０７９．４ ３ ３４０
稻犠犚犓犢 基因的起源和进化关系不同。如犕狋犠犚犓犢８１１单独在一分枝上，与水稻 ＷＲＫＹ具有较远的进化距
离。此外，可以明显的看出水稻的犠犚犓犢 基因分布在外围分枝的基因较多，而且一些基因与苜蓿的犠犚犓犢 基
因差异较多，证实水稻的犠犚犓犢 基因变异较多，苜蓿的犠犚犓犢 基因更加保守。
２．４ 苜蓿 ＷＲＫＹ转录因子的ｍｏｔｉｆ分析
对２８个犠犚犓犢 基因的氨基酸进行 ＭＥＭＥ软件在线分析，结果显示，在苜蓿犠犚犓犢 基因中共找到４６个预
测的ｍｏｔｉｆ，可以看出不同类型的犠犚犓犢 基因含有的ｍｏｔｉｆ数目和种类有所差异，如Ⅰ组 ＷＲＫＹ基本上都含有
２个ｍｏｔｉｆ１，这是 ＷＲＫＹ结构域的特征，ｍｏｔｉｆ的多样化也说明了犠犚犓犢 基因广泛参与细胞内的多样代谢途径
和反应。此外选取２８个基因的３３个 ＷＲＫＹ结构域序列进行ｍｏｔｉｆ分析，结果共发现５个ｍｏｔｉｆ（表２），其中最
长的ｍｏｔｉｆ长度为２６个氨基酸，最短的为１０个氨基酸，其中ｍｏｔｉｆ１最为保守，是犠犚犓犢基因最保守的ｍｏｔｉｆ（图４）。
３１２第２０卷第３期 草业学报２０１１年
图１ 苜蓿 犠犚犓犢结构域的氨基酸比对
犉犻犵．１ 犃犿犻狀狅犪犮犻犱犪犾犻犵狀犿犲狀狋狅犳犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪犠犚犓犢犱狅犿犪犻狀
图２ 苜蓿 犠犚犓犢结构域的系统发生树
犉犻犵．２ 犘犺狔犾狅犵犲狀犲狋犻犮狋狉犲犲狅犳犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪犠犚犓犢犱狅犿犪犻狀
▲表示是存在２个 ＷＲＫＹ结构域 ▲ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓｃｏｎｔａｉｎｅｄｔｗｏＷＲＫＹｄｏｍａｉｎｓ
４１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
图３ 苜蓿和水稻犠犚犓犢基因的的系统发生树
犉犻犵．３ 犘犺狔犾狅犵犲狀犲狋犻犮狋狉犲犲狅犳狉犻犮犲犪狀犱犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪犠犚犓犢犵犲狀犲狊
▲表示是苜蓿犠犚犓犢 基因，●表示是水稻犠犚犓犢 基因 ▲ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪犠犚犓犢ｇｅｎｅｓ，●ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪犠犚犓犢ｇｅｎｅｓ
５１２第２０卷第３期 草业学报２０１１年
图４ 苜蓿 犠犚犓犢蛋白推测的保守犿狅狋犻犳
犉犻犵．４ 犉狅狉狋狔狊犻狓狆狌狋犪狋犻狏犲犿狅狋犻犳狊犻犱犲狀狋犻犳犻犲犱犻狀狋犺犲犠犚犓犢犳犪犿犻犾狔
３ 讨论
犠犚犓犢 基因家族是植物特有的一类重要的转录
因子基因，已经克隆的基因表明该基因广泛参与植物
的抗病、抗旱等逆境的调控，在细胞代谢和防卫反应中
具有重要的作用。但是目前对犠犚犓犢 基因的研究还
处在一个初步认识的阶段，大大地限制了人们对该类
基因家族完全功能的认识和了解［２８］。随着众多模式
植物全基因组测序的完成，利用全基因组数据分析基
因家族成为可能。本研究利用苜蓿最新的基因组数据
（Ｍｔ２．０）进行犠犚犓犢 基因家族的分析，详细研究了该
表２ 苜蓿推测的 犠犚犓犢结构域的犿狅狋犻犳
犜犪犫犾犲２ 犕．狋狉狌狀犮犪狋狌犾犪狆狌狋犪狋犻狏犲犠犚犓犢犱狅犿犪犻狀犿狅狋犻犳
序号
Ｎｕｍｂｅｒ
ＷＲＫＹ结构域上的ｍｏｔｉｆ
ＭｏｔｉｆｏｎｔｈｅＷＲＫＹｄｏｍａｉｎ
氨基酸长度
Ａｍｉｎｏａｃｉｄｓｌｅｎｇｔｈ
１ ＤＧＦＱＷＲＫＹＧＱＫＭＩＫＧＳＰＦＰＲＡＹＹＲＣＴ ２６
２ ＣＰＡＫＫＱＶＥＲＳＡＤＤＰＳＭＬＩＴ １９
３ ＴＹＥＧＥＨＮＨＡＬ １０
４ ＷＬＫＦＧＱＫＱＩＫＧＬＩ １３
５ ＲＤＧＳＥＣＨＷＶＮ １０
基因家族的特点和进化关系，并发现其与水稻、拟南芥犠犚犓犢 基因具有一定的差异。
在苜蓿全基因组中共有２８个犠犚犓犢 基因被确认，占整个基因总数的０．０７２％，而在拟南芥中这一比例为
０．１９９％，水稻中这一比例为０．４０７％，无论是基因的总数还是所占比例，苜蓿都远远少于模式植物拟南芥和水
稻。已经有研究表明，水稻和拟南芥犠犚犓犢 基因家族存在较明显的基因复制现象，而苜蓿中这一现象并不是很
明显，此外，苜蓿２８个基因在７条染色体都有分布，相对于拟南芥和水稻而言分布不集中，说明了苜蓿基因组中
犠犚犓犢 基因复制事件较少，这可能是苜蓿犠犚犓犢 基因较少的原因之一［２９］。此外，苜蓿犠犚犓犢 基因的同源性较
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高，在进化树上分布相对集中，而水稻犠犚犓犢 基因差异较大，不少基因分布在进化树外围，苜蓿相对水稻而言，
犠犚犓犢 基因较为保守。
对苜蓿和水稻犠犚犓犢 基因的系统发生学分析证实了水稻和苜蓿的大部分犠犚犓犢 基因并不在同一分枝上，
说明了水稻和苜蓿的犠犚犓犢 基因在进化上具有较大差异，进一步证实了这些差异可能早在单子叶与双子叶植
物分化前就已经产生，这也进一步说明了苜蓿的犠犚犓犢 基因在进化上比较保守，而水稻的 ＷＲＫＹ在进化上发
生了更多的基因复制，导致犠犚犓犢 基因的快速扩张。对苜蓿 ＷＲＫＹ结构域的系统进化树分析证实了位于Ｎ端
的 ＷＲＫＹ结构域与Ｃ端具有较大的差异，并不是结构域的简单复制而来，可能起源于不同的结构域，特别是第１
组５个基因的Ｎ端 ＷＲＫＹ在一个分枝上，Ｃ端 ＷＲＫＹ也在同一分枝上，说明了Ｎ端与Ｃ端 ＷＲＫＹ结构域的
起源不同。
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