Цитологія і генетика 2015, том 49, № 5, 3-12
Cytology and Genetics 2015, том 49, № 5, 279-287, doi: https://www.doi.org/10.3103/S0095452715050084

Биоинформационный поиск генов целлюлозосинтаз льна (Linum usitatissimum) и их филогенетический анализ

Пыдюра Н.А., Баер Г.Я., Галиновский Д.В., Емец А.И., Пирко Я.В., Подвицкий Т.А., Анисимова Н.В., Хотылева Л.В., Кильчевский А.В., Блюм Я.Б.

  • Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, Киев
  • Институт цитологии и генетики НАН Беларуси, Минск

Проведен биоинформационный поиск последовательностей, кодирующих гены целлюлозосинтаз в геноме льна, а также их сравнение с ортологами двудольных растений. В результате осуществленного анализа обнаружено 32 гена-кандидата целлюлозосинтаз льна,16 из которых с высокой долей вероятности кодируют целлюлозосинтазы, а остальные 16 – белки, подобные целлюлозосинтазам (Csl). Филогенетический анализ продуктов генов целлюлозосинтаз позволил выделить шесть групп, объединяющих целлюлозосинтазы разных классов: CesA1/10, CesA3, CesA4, CesA5/6/2/9, CesA7 и CesA8. Паралогичные последовательности в составе классов CesA1/10 и CesA5/6/2/9, ассоцииро-ванные с формированием первичной клеточной стенки, характеризовались большей схожестью внутри данных классов, чем ортологичные последовательности. В то же время гены, контролирующие биосинтез целлюлозы вторичной клеточной стенки, образуют четко обособленные клады – CesA4, CesA7 и CesA8. Результаты анализа 16 отобранных генов-кандидатов целлюлозосинтаз льна свидетельствуют о том, что в геноме льна присутствуют как минимум 12 разных вариантов генов целлюлозосинтаз, которые представлены во всех шести кладах целлюлозосинтаз. Таким образом, на данный момент в геноме льна идентифицированы гены целлюлозосинтаз всех десяти известных классов CesA, однако их корректное отнесение требует дополнительных исследований.

РЕЗЮМЕ. Проведено біоінформаційний пошук послідовностей, що кодують гени целюлозосинтаз в геномі льону, а також їх порівняння з ортологами дводольних рослин. У результаті здійсненого аналізу виявлено 32 гени-кандидати целюлозосинтаз льону, 16 з яких із високою імовірністю кодують целюлозосинтази, а інші 16 – білки, подібні до целюлозосинтаз (Csl). Філогенетичний аналіз продуктів генів целюлозосинтаз дозволив виділити шість груп, що об’єднують целюлозосинтази різних класів: CesA1/10, CesA3, CesA4, CesA5/6/2/9, CesA7 і CesA8. Паралогічні послідовності у складі класів CesA1/10 і CesA5/6/2/9, які асоційовані з формуванням первинної клітинної стінки, характеризувалися більшою схожістю усередині цих класів, ніж ортологічні послідовності. У той же час гени, що контролюють біосинтез целюлози вторинної клітинної стінки, утворюють чітко відособлені клади – CesA4, CesA7 і CesA8. Результати аналізу 16 відібраних генів-кандидатів целюлозосинтаз льону свідчать про те, що в геномі льону наявні як мінімум 12 різних варіантів генів целюлозосинтаз, які представлені в усіх шести кладах целюлозосинтаз. Таким чином, на даний момент у геномі льону ідентифіковано гени целюлозосинтаз усіх десяти відомих класів CesA, проте їх коректне віднесення вимагає додаткових досліджень.

Ключові слова: целлюлозосинтазы, CesA, лен-долгунец, Linum usitatissimum, целлюлозосинтазоподобные белки

Цитологія і генетика
2015, том 49, № 5, 3-12

Current Issue
Cytology and Genetics
2015, том 49, № 5, 279-287,
doi: 10.3103/S0095452715050084

Повний текст та додаткові матеріали

Цитована література