种子发育相关转录因子基因家族预测和分析

利用本课题组前期研究已构建种子发育相关基因数据库和植物转录因子数据库，筛选种子发育相关转录因子基因。预测衣藻、小立碗藓、江南卷柏、松树、水稻、杨树和拟南芥等代表性植物类群中种子发育相关转录因子基因，并按家族分类。对上述转录因子基因家族进行系统发育、基因结构和保守功能域等分析，探索种子发育相关转录因子基因家族的起源和演化。以江南卷柏和小立碗藓为研究对象，检测种子发育相关转录因子基因表达模式。综合上述研究结果，探索种子发育相关转录因子基因在种子形成过程中的作用。

小立碗藓、江南卷柏和铁线蕨分别代表非种子植物演化过程中由古至今三个不同阶段。以所构建的植物转录因子数据库为数据源，基于前期拟南芥种子发育相关转录因子基因LEC1研究基础，以小立碗藓、江南卷柏和铁线蕨为研究对象，分析上述三个非种子植物中LEC1同源基因的基因结构和序列特征，探索种子发育相关转录因子基因在种子形成过程中的作用。为大规模筛选铁线蕨中可能的种子相关性状基因，对铁线蕨不同发育时期的5个样本进行了转录组测序。.通过一系列培养条件摸索，成功地在实验室中培养了用于研究的三种非种子植物小立碗藓、江南卷柏和铁线蕨，分别对它们各个发育时期的形态特征进行了观察和分析，为后期表达实验提供了基础，为铁线蕨转录组测序提供了小叶、孢子囊、原叶体、嵌合体等不同发育阶段的样本。利用生物信息学方法，从已完成基因组测序的小立碗藓和江南卷柏中预测了拟南芥种子发育相关基因LEC1的同源基因；利用本课题组铁线蕨转录组测序所得结果，从铁线蕨中鉴定了LEC1的同源基因，分析了上述三种植物中LEC1同源基因的基因结构。搜集了绿色植物不同谱系AFL基因家族三类主要成员（ABI3、FUS、LEC2）同源基因蛋白质序列，构建了系统发育树，分析了不同谱系中这两类转录因子的特征和可能的功能。利用高通量转录组（RNA-Seq）测序技术，选择铁线蕨5个不同发育时期，进行转录组测序、序列拼接和初步生物信息学分析，筛选到一批单倍体和二倍体之间差异表达基因，找到了可能与种子发育相关的一批候选基因，为本项目下一步实验以及本课题组相关课题研究提供了基础。