水稻擴(kuò)展蛋白家族的生物信息學(xué)分析

施楊，徐筱，李昊陽，徐倩，徐吉臣

北京林業(yè)大學(xué)，林木育種國家工程實驗室，北京100083

擴(kuò)展蛋白(Expansin)是植物細(xì)胞壁的重要組成成分，通過打斷細(xì)胞壁纖維素與半纖維素的非共價鍵，釋放細(xì)胞壁多聚物的機械張力，以增加細(xì)胞壁的柔韌性[1,2]。眾多研究表明，擴(kuò)展蛋白除具有增大細(xì)胞的功能外，幾乎參與了植物的整個發(fā)育過程，包括細(xì)胞生長[3～11]、種子萌發(fā)[8,12～15]、根毛形成[9,16,17]、根系生長[8,14,18～22]、葉原基形成[8,18,20,23]、葉子生長發(fā)育[20,24～26]、果實成熟[9,27,28]、器官脫離[9]、花粉管生長[9,20,29,30]等，在植物抗逆[31～37]方面也具有不可忽視的作用。

作為植物基因組中一類重要的基因家族，擴(kuò)展蛋白在已檢測的所有種子植物中都有廣泛的分布，不同物種所含的家族成員在基因數(shù)量、序列組成、基因功能等方面都有很大的不同[38]。水稻(Oryza sativaL.)作為世界上最為重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，已于2002年完成基因組測序[39]。統(tǒng)計分析顯示，水稻基因組中存在多達(dá)58個擴(kuò)展蛋白基因家族成員，這些基因蛋白在水稻的生長、發(fā)育、生殖、抗逆等重要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)上執(zhí)行重要的作用。本文依據(jù)水稻基因組測序的結(jié)果，對水稻擴(kuò)展蛋白基因家族成員的組成、染色體分布、基因結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)等生物學(xué)信息進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以期為功能研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

水稻擴(kuò)展蛋白的基本數(shù)據(jù)來源于 Daniel Cosgrove實驗室建立的網(wǎng)站(http://www.bio.psu.edu/expansins/)，以及水稻基因組最新數(shù)據(jù)版本v3.0(http://rgp.dna.affrc.go.jp/)。

1.2 方法

1.2.1 擴(kuò)展蛋白家族基因染色體的物理定位

依據(jù)Daniel Cosgrove實驗室建立的網(wǎng)站提供的水稻擴(kuò)展蛋白基因信息，確定每一個基因的染色體物理位置，使用MapDraw軟件[40]繪制擴(kuò)展蛋白基因在水稻染色體上的分布圖。

1.2.2 擴(kuò)展蛋白序列分析

利用生物信息學(xué)軟件MEGA v5.0并采用Neighbor-joining算法[41]構(gòu)建水稻擴(kuò)展蛋白基因氨基酸序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹；利用 Protein Homology/analog-Y Recognition EngineV2.0軟件(http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/phyre2/html/page.cgi?id=index)進(jìn)行蛋白二級和空間結(jié)構(gòu)預(yù)測。利用在線軟件 Mobyle 1.5(http://mobyle.pasteur.fr/cgi-bin/portal.py#welcome)計算水稻擴(kuò)展蛋白各種氨基酸的個數(shù)及總數(shù)，特定氨基酸的比例為特定氨基酸的數(shù)量占所有氨基酸總數(shù)的百分比。采用生物信息學(xué)軟件DNAMAN v7.0對水稻擴(kuò)展蛋白家族成員進(jìn)行序列間一致率比對；利用密碼子分析軟件CodonW v1.4.4[42]和EMBOSS(歐洲分子生物學(xué)開放軟件系統(tǒng))中的 CHIPS程序?qū)λ緮U(kuò)展蛋白密碼子偏好性(Codon usage bias)進(jìn)行統(tǒng)計分析；通過WebLogo 3[43]以及ProtParam[44]在線軟件，對水稻中擴(kuò)展蛋白的結(jié)構(gòu)保守性、蛋白穩(wěn)定性及相關(guān)的理化性質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.2.3 基因表達(dá)信息分析

將水稻擴(kuò)展蛋白基因序列與水稻 EST數(shù)據(jù)庫(RAP-DB)[45]進(jìn)行比對(E-value＜10–6)，獲得擴(kuò)展蛋白基因在不同組織器官(根、葉、穗)不同發(fā)育階段的表達(dá)信息，以文庫中特定基因家族成員的EST數(shù)量所占的比率為信號，繪制基因表達(dá)圖譜。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻擴(kuò)展蛋白基因家族及染色體分布

擴(kuò)展蛋白基因家族分為 A(或 α)、B(或 β)、LA(或γ)和LB(或δ)4個亞家族[24,46,48]。生物信息學(xué)分析顯示，水稻基因組中共包含擴(kuò)展蛋白基因家族成員58個，全部基因的基本信息見表 1。其中A類擴(kuò)展蛋白34個，約占擴(kuò)展蛋白基因家族成員總數(shù)的58.6%；B類擴(kuò)展蛋白19個，約占擴(kuò)展蛋白基因家族成員總數(shù)的32.8%；LA類擴(kuò)展蛋白4個，LB類擴(kuò)展蛋白1個，分別約占擴(kuò)展蛋白基因家族成員總數(shù)的6.9%和1.7%。利用氨基酸序列建立水稻擴(kuò)展蛋白家族成員親緣關(guān)系圖譜(圖1)，結(jié)果表明，亞家族的成員各自聚集成群，顯現(xiàn)出亞家族間規(guī)律性的起源和進(jìn)化關(guān)系。

表1 水稻擴(kuò)展蛋白基因的基本信息

水稻擴(kuò)展蛋白基因在染色體上的分布見圖 2。結(jié)果顯示：第 3染色體擴(kuò)展蛋白基因數(shù)目最多，包含 18個家族成員；其他基因分別位于第 1、2、4、5、6、7、8、10和第 12染色體上，分別包含 4、10、5、4、4、2、1、9和 1個家族成員；第 9和第 11染色體上不含有任何擴(kuò)展蛋白基因。基因家族成員在染色體上有成簇存在的現(xiàn)象，同一亞家族的擴(kuò)展蛋白基因更容易聚集在一起，如第 2染色體上存在由6個A類擴(kuò)展蛋白基因組成的基因簇；第3染色體上包含一個由8個A類擴(kuò)展蛋白基因組成的基因簇以及一個由5個B類擴(kuò)展蛋白基因組成的基因簇；第10染色體上存在一個由5個B類擴(kuò)展蛋白基因構(gòu)成的基因簇等。

2.2 水稻擴(kuò)展蛋白基因的組成結(jié)構(gòu)分析

圖1 水稻基因組中擴(kuò)展蛋白家族成員的系統(tǒng)進(jìn)化樹

統(tǒng)計分析顯示，編碼水稻擴(kuò)展蛋白基因的核苷酸序列長度在 687～1128 bp之間，不同亞家族基因之間序列大小略有差別。其中編碼A類擴(kuò)展蛋白基因的長度范圍為705～912 bp，平均長度787 bp；編碼B類擴(kuò)展蛋白基因長度范圍為687～1128 bp，平均長度 847 bp；其他類型擴(kuò)展蛋白基因長度范圍為771～942 bp，平均長度842 bp。

水稻擴(kuò)展蛋白基因在基因組中的長度介于705～6464 bp之間，不同擴(kuò)展蛋白基因包含數(shù)目、大小不等的內(nèi)含子，但不同亞家族的外顯子/內(nèi)含子模式有一定的保守性。其中34個A類擴(kuò)展蛋白基因亞家族中，17(50%)個基因分別含有 1個內(nèi)含子，14(41%)個基因分別含有2個內(nèi)含子；19個B類擴(kuò)展蛋白基因亞家族中，9(47%)個基因分別含有 3個內(nèi)含子；而LA和LB類擴(kuò)展蛋白成員多含有4個內(nèi)含子(表 2)。

擴(kuò)展蛋白的氨基酸長度介于 228～375aa之間，平均長度269aa。不同亞家族擴(kuò)展蛋白組成結(jié)構(gòu)類似，均由信號肽、催化區(qū)、吸附區(qū) 3個部分組成[46,49]，其空間結(jié)構(gòu)也清楚顯示出3個相對獨立的結(jié)構(gòu)域(圖3)。N端的信號肽區(qū)大約有 18～30個氨基酸，可形成α螺旋，引導(dǎo)初生的多肽透過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，經(jīng)切除修飾后的肽鏈由高爾基體轉(zhuǎn)運分泌到細(xì)胞壁；位于序列中段的催化區(qū)(Catlysis domain, catdom)大小約15 kDa，其核心序列與內(nèi)切葡聚糖酶EG45(纖維素酶系中的一個主要成分，可在葡聚糖鏈的隨機位點降解底物產(chǎn)生寡糖)有較高的同源性；位于羧基端的與纖維素酶類似的纖維素吸附區(qū)(Cellulose-binding Domain，CBD)大小約10 kDa，長度較為保守，主要由3′端一個外顯子編碼。催化區(qū)、吸附區(qū)的氨基酸組合形成的二級結(jié)構(gòu)多為β折疊和無規(guī)則卷曲。

水稻擴(kuò)展蛋白不同亞家族的氨基酸組成分析見表3。整個家族氨基酸組成比例介于1.98%～11.89%之間，平均為 4.96%。不同亞家族之間的氨基酸組成比例跨度差異較大，其中A類蛋白的氨基酸組成比例介于1.31%～12.96%之間，平均為4.98%。B類蛋白的氨基酸組成比例介于1.93%～10.85%之間，平均為4.95%。

LA的氨基酸組成比例介于 0.07%～20.23%之間，平均為4.89%。LB的氨基酸組成比例介于1.17%～9.34%之間，平均為4.98%。部分氨基酸在不同亞家族間的比例相近，如纈氨酸(Val)在A、B、LA、LB中的數(shù)值分別為 6.84%、7.46%、8.46%和 7.39%；個別氨基酸在不同亞家族間的比例差異極為顯著，如精氨酸(Arg)在 A、B、LA、LB中的數(shù)值分別為4.19%、10.06%、20.23%和4.28%。

2.3 水稻擴(kuò)展蛋白基因序列相似性分析

2.3.1 序列一致率比較

DNA序列比較發(fā)現(xiàn)，水稻 58個擴(kuò)展蛋白基因中，A23和B1分別有2個拷貝(A23a/b，B1a/b)。除個別基因外，水稻擴(kuò)展蛋白亞家族基因之間序列一致率(或相似率)小于 50%，而同一亞家族不同成員之間一致率大于50%，如A19與A20之間一致率為94.7%，B1(a/b)和B13之間一致率為96.6%，而A19和B1(a/b)之間一致率只有45.8%。氨基酸序列比較發(fā)現(xiàn)，除個別基因外，亞家族基因之間一致率小于35%，而同一亞家族不同成員之間的一致率大于35%，如A19與A20之間、B1(a/b)和B13之間一致率均為 96.2%，而 A19和 B1(a/b)之間一致率只有27.6%。相對而言，A與B類、LA與LB類亞家族基因之間分別有較高的氨基酸一致率，而A/B類與LA /LB類亞家族之間的氨基酸一致率較低(表4)。

2.3.2 氨基酸保守性分析

圖2 水稻中擴(kuò)展蛋白基因的染色體分布

表2 水稻擴(kuò)展蛋白基因的內(nèi)含子數(shù)目比較

圖3 擴(kuò)展蛋白A1的空間結(jié)構(gòu)預(yù)測

表3 水稻4類擴(kuò)展蛋白亞家族成員氨基酸組成分析

表 4 水稻擴(kuò)展蛋白亞家族成員間氨基酸或核苷酸(括號內(nèi)數(shù)字)序列一致率(%)比較

分別對A類和B類擴(kuò)展蛋白氨基酸的保守性進(jìn)行了分析(圖4)。結(jié)果顯示，擴(kuò)展蛋白的信號肽部分序列差異較大，而催化區(qū)、結(jié)合區(qū)部分相對保守，并且含有幾個豐富且異常保守的氨基酸，如催化區(qū)的半胱氨酸(C)和結(jié)合區(qū)的色氨酸(W)等。半胱氨酸被認(rèn)為與二硫鍵的形成有關(guān)[50]，但A類擴(kuò)展蛋白的保守半胱氨酸殘基有8個，B類只有6個。

2.4 水稻擴(kuò)展蛋白密碼子使用偏好性分析

對水稻 58個擴(kuò)展蛋白基因家族成員的 15 635個密碼子進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)氨基酸同義密碼子的相對使用頻率(Relative frequency of synonymous codon,RFSC)(某一密碼子在樣本中的實際觀察數(shù)與該密碼子對應(yīng)的氨基酸在樣本中的實際觀察數(shù)的比值)具有明顯的偏好性(表5)。如編碼苯丙氨酸(Phe)的2個密碼子UUU和UUC，前者的使用頻率只有8.23%，后者的使用頻率達(dá)到91.77%，因此UUC被定義為Phe的高頻密碼子(相對同義密碼子使用頻率單值超過 60%或超過該組同義密碼子平均占有頻率的 1.5倍的密碼子)[51]。所有多密碼子編碼的氨基酸以及終止子均具有高頻密碼子，共計26個，Arg、Leu、Val、Thr、Ala等分別具有 2個高頻密碼子，Ser具有 3個高頻密碼子。

2.5 水稻擴(kuò)展蛋白理化特征分析

統(tǒng)計分析(表6)表明，水稻擴(kuò)展蛋白的分子量介于25.40～34.45之間，A類均值達(dá)到27.71，B類均值達(dá)到 29.51，總平均值為 28.51；家族成員蛋白質(zhì)的理論等電點介于4.69～9.76之間，平均值達(dá)到7.85，近 70%的水稻擴(kuò)展蛋白成員表現(xiàn)偏堿性；擴(kuò)展蛋白成員的總平均疏水性(Grand average of hydropathicity, GRAVY) 介于–0.36～+0.18 之間，均屬于親疏性相當(dāng)?shù)膬尚缘鞍?正值表示疏水性，負(fù)值表示親水性，介于±0.5之間為兩性蛋白)[52]；擴(kuò)展蛋白成員的不穩(wěn)定性指數(shù)介于21.6～53.76之間，超過77%的擴(kuò)展蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好(＞40為不穩(wěn)定)；擴(kuò)展蛋白質(zhì)的脂溶指數(shù)介于59.4～85.74之間，平均值達(dá)到70.61，較高的蛋白脂溶指數(shù)使得水稻擴(kuò)展蛋白可以較好地適應(yīng)各種環(huán)境。LA3、A10、B12、B17和LB1的脂溶指數(shù)甚至超過80，屬于嗜熱型蛋白[53]。

圖4 水稻A、B類擴(kuò)展蛋白亞家族成員氨基酸序列保守性分析

表5 水稻擴(kuò)展蛋白基因密碼子的相對使用頻率(%)

表6 水稻擴(kuò)展蛋白分子量及理化性質(zhì)

續(xù)表

圖 5 擴(kuò)展蛋白家族成員在不同水稻組織器官中的表達(dá)分析

2.6 水稻擴(kuò)展蛋白成員的表達(dá)模式分析

從水稻不同組織器官的 12個文庫中檢測到了擴(kuò)展蛋白的表達(dá)信息，以文庫中特定家族成員 EST數(shù)量所占的比率作為信號，繪制水稻擴(kuò)展蛋白基因的時空表達(dá)圖譜(圖 5)。結(jié)果表明，A、B類亞家族基因表達(dá)的分布和豐度更高一些，而LA、LB類亞家族基因只在個別組織器官中表達(dá)。其中，水稻根中B亞家族表達(dá)量更高，幼嫩葉片和穗子中A亞家族表達(dá)更為豐富，但隨著穗子的成熟，B亞家族的表達(dá)由弱變強。

3 討 論

擴(kuò)展蛋白廣泛存在于植物基因組中，是植物細(xì)胞壁不可或缺的重要組成部分，也是物種進(jìn)化過程中的重要鏈條之一。通過對擴(kuò)展蛋白基因家族的系統(tǒng)生物信息學(xué)分析，有助于了解物種、亞家族、基因的基本特征，探索基因的起源和親緣關(guān)系，分析基因在物種進(jìn)化過程中的作用和地位，了解基因的功能。

水稻擴(kuò)展蛋白基因家族包含4個亞家族，擴(kuò)展蛋白在內(nèi)含子/外顯子模式、序列一致率、氨基酸組成以及基因表達(dá)模式上均呈現(xiàn)一定的亞家族特征，顯示其進(jìn)化上的規(guī)律，可以作為亞家族分類的重要依據(jù)，如除個別基因外，不同亞家族成員之間氨基酸的一致率低于 35%，而同一亞家族的成員之間大于35%；A類亞家族基因含有1或2個內(nèi)含子(約占91%)，而B類含有3個內(nèi)含子(占47%)，LA和LB類更趨向于4個內(nèi)含子；A類蛋白含有較多苯丙氨酸(Phe)，B類蛋白含有較多賴氨酸(Lys)，LA類蛋白含有較多的精氨酸(Arg)，LB類蛋白含有較多的絲氨酸(Ser)；A類在芽中表達(dá)更高，B類在根和成熟穗中表達(dá)更高，LA和LB只在某些特定的部位表達(dá)。

另外，擴(kuò)展蛋白也呈現(xiàn)一定的種屬特征，主要表現(xiàn)在A/B類擴(kuò)展蛋白比例、密碼子偏好性等方面。如在已經(jīng)完成測序的 3種模式植物水稻、擬南芥(Arabidopsis thaliana)和楊樹(Populus)基因組中，A類擴(kuò)展蛋白基因占總擴(kuò)展蛋白基因的比例分別約為59%、72%和 75%，B類擴(kuò)展蛋白的比例分別約為33%、17%和8%，水稻基因組中具有更多的B類擴(kuò)展蛋白基因，而楊樹和擬南芥基因組中含有更多的A類擴(kuò)展蛋白基因，這一現(xiàn)象在玉米(Zea maysL.)、木瓜(Chaenomeles sinensis)等基因組中也有類似的特征，顯現(xiàn)出擴(kuò)展蛋白家族組成在單雙子葉植物中的區(qū)別。

密碼子的使用偏好性有利于基因的高效率表達(dá)[51,54,55]，也是分類學(xué)上的一個重要指標(biāo)。本研究對水稻擴(kuò)展蛋白密碼子使用頻率分析發(fā)現(xiàn)，所有多密碼子氨基酸及終止子均具有密碼子使用偏好性，這一結(jié)果與水稻轉(zhuǎn)錄因子MADS密碼子的偏好性非常吻合[56]，高頻密碼子的數(shù)量和種類幾近相同。同時，不同物種擴(kuò)展蛋白的密碼子使用頻率表現(xiàn)不同，如在楊樹、擬南芥以及水稻、玉米中，編碼苯丙氨酸(Phe)的 UUC密碼子的使用頻率分別為 54.7%、55.0%、91.8%和 92.7%；擴(kuò)展蛋白所有高頻密碼子的分布和數(shù)量也表現(xiàn)迥異，分別有 18、18、8和 5個氨基酸共 26、22、8和 6個高頻密碼子。3種終止密碼子在幾個物種中的使用頻率也不盡相同(表7)，特別是在UAA和UGA的選擇上，水稻更趨向使用 UGA，而楊樹和擬南芥更趨向使用 UAA。物種之間的密碼子偏好性差異，不僅顯示出種屬特征，為基因的異源表達(dá)和基因工程育種工作提出了新的思路。

表7 不同物種擴(kuò)展蛋白終止密碼子的RFSC值

擴(kuò)展蛋白是水稻基因組中不可或缺的組成部分，在植物生長、發(fā)育、生殖、抗性等許多生命活動中起著重要的作用。對不同擴(kuò)展蛋白的表達(dá)分析(圖5)可以看出，擴(kuò)展蛋白的組成結(jié)構(gòu)影響著基因的功能：A亞家族擴(kuò)展蛋白更多作用于植物的生長發(fā)育和抗性，而B類亞家族蛋白則趨向于在生殖系統(tǒng)中起作用。如Yu等[17]發(fā)現(xiàn)A17為水稻根毛伸長所必需的基因；高英[57]認(rèn)為A3基因在水稻中具有抗旱的作用；Choi等[12]發(fā)現(xiàn)水稻A4基因的正義表達(dá)有助于植株胚芽鞘和中胚軸的伸長；Ding等[31]研究發(fā)現(xiàn)，A1、A5、A10、B7基因的表達(dá)與水稻白葉枯抗性有關(guān)；Russell等[58]發(fā)現(xiàn)B類擴(kuò)展蛋白基因與水稻花粉發(fā)育有關(guān)；Tabuchi等[59]發(fā)現(xiàn)玉米中 B類擴(kuò)展蛋白與花粉管的生長發(fā)育有關(guān)。綜上所述，目前有關(guān)水稻擴(kuò)展蛋白功能的研究還比較淺顯，結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián)的研究還比較少。本研究對水稻擴(kuò)展蛋白系統(tǒng)的生物學(xué)信息分析，將為這一領(lǐng)域的研究提供一個基礎(chǔ)平臺。

[1]Cosgrove DJ. Loosening of plant cell walls by expansins.Nature, 2000, 407(6802): 321–326.

[2]Cosgrove DJ. Growth of the plant cell wall.Nat Rev Mol Cell Biol, 2005, 6(11): 850–861.

[3]Cho HT, Kende H. Expansins and internodal growth of deepwater rice.Plant Physiol, 2001, 126(4): 1471–1479.

[4]Cho HT, Kende H. Expansins in deepwater rice internodes.Plant Physiol, 1997, 113(4): 1137–1143.

[5]Cosgrove DJ. Characterization of long-term extension of isolated cell walls from growing cucumber hypocotyls.Planta, 1989, 177(1): 121–130.

[6]Lee Y, Kende H. Expression of β-expansins is correlated with elongation of internodes in deepwater rice.Plant Physiol, 2001, 127(2): 645–654.

[7]Mcqueen-Mason S, Durachko DM, Cosgrove DJ. Two endogenous proteins that induce cell wall extension in plant.Plant Cell, 1992, 4(11): 1425–1433.

[8]Cho HT, Kende H. Expression of expansin genes is correlated with growth in deepwater rice.Plant Cell, 1997, 9(9):1661–1671.

[9]Cosgrove DJ, Li LC, Cho HT, Hoffmann-Benning S,Moore RC, Blecker D. The growing world of expansins.Plant Cell Physiol, 2002, 43(12): 1436–1444.

[10]Liu WG, Tao J, Zhou XR, Yang WY. Characteristics of expansins insoybean (Glycine max) internodes and responses to shade stress.Asian J Crop Science, 2011, 3(1):26–34.

[11]Lee Y, Kende H. Expression of α-expansin and expansin-like genes in deepwater rice.Plant Physiol, 2002,130(3): 1396–1405.

[12]Choi D, Lee Y, Cho HT, Kende H. Regulation of expansin gene expression affects growth and development in transgenic rice plants.Plant Cell, 2003, 15(6): 1386–1398.

[13]Huang J, Takano T, Akita S. Expression of α-expansin genes in young seedlings of rice (Oryza sativaL.).Planta,2000, 211(4): 467–473.

[14]Lee Y, Choi D. Biochemical properties and localization of the β-expansin OsEXPB3 in rice (Oryza sativaL.).Mol Cell, 2005, 20(1): 119–126.

[15]Magneschi L, Kudahettige RL, Alpi A, Perata P. Expansin gene expression and anoxic coleoptile elongation in rice cultivars.J Plant Physiol, 2009, 166(14): 1576–1580.

[16]Cho HT, Cosgrove DJ. Regulation of root hair initiation and expansin gene expression inArabidopsis.Plant Cell,2002, 14(12): 3237–3253.

[17]Yu ZM, Kang B, He XW, Lv SL, Bai YH, Ding WN, Chen M, Cho HT, Wu P. Root hair-specific expansins modulate root hairelongation in rice.Plant J, 2011, 66(5): 725–734.

[18]Cho HT, Kende H. Tissue localization of expansins in deepwater rice.Plant J, 1998, 15(6): 805–812.

[19]Guo W, Zhao J, Li X, Qin L, Yan X, Liao H. A soybean β-expansin gene GmEXPB2 intrinsically involved in root system architecture responses to abiotic stresses.Plant J,2011, 66(3): 541–552.

[20]Shin JH, Jeong DH, Park MC, An G. Characterization and transcriptional expression of the α-expansin gene family in rice.Mol Cells, 2005, 20(2): 210–218.

[21]Yang L, Zheng B, Mao C, Qi X, Liu F, Wu P. Analysis of transcripts that are differentially expressed in three sectors of the rice root system under water deficit.Mol Genet Genomics, 2004, 272(4): 433–442.

[22]Wu YJ, Thorne ET, Sharp RE. Modification of expansin transcript levels in the maize primary root at low water potentials.Plant Physiol, 2001, 126(4): 1471–1479

[23]Fleming AJ, McQueen-Mason S, Mandel T, Kuhlemeier C.Induction of leaf primordia by the cell wall protein expansin.Science, 1997, 276(5317): 1415–1418.

[24]Cho HT, Cosgrove DJ. Altered expression of expansin modulates leaf growth and pedicel abscission inArabidopsis thaliana.Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97(17): 9783–9788.

[25]Keller E, Cosgrove DJ. Expansins in growing tomato leaves.Plant J, 1995, 8(6): 795–802.

[26]Madoka GM, Mellerowicz EJ, Abe H, Schrader J, Winzéll A, Sterky F, Blomqvist K, McQueen-Mason S, Teeri TT,Sundberg B. Expansins abundant in secondary xylem belong to subgroup a of the α-expansin gene family.Plant Physiol, 2004, 135(3): 1552–1564.

[27]Dotto MC, Pombo MA, Martínez GA, Civello PM. Heat treatments and expansin gene expression in strawberry fruit.Sci Hortic, 2011, 130(4): 775–780.

[28]Rose JKC, Lee HH, Bennett AB. Expression of a divergent expansin gene is fruit-specific and ripening-regulated.Proc Natl Acad Sci USA, 1997, 94(11): 5955–5960.

[29]Imin N, Kerim T, Rolfe B, Weinman JJ. Effect of early cold stress on the maturation of rice anthers.Proteomics,2004, 4(7): 1873–1882.

[30]Pezzotti M, Feron R, Mariani C. Pollination modulates expression of the PPAL gene, a pistil-specific β-expansin.Plant Mol Biol, 2002, 49(2): 187–197.

[31]Ding X, Cao Y, Huang L, Zhao J, Xu C, Li X, Wang S.Activation of the indole-3-acetic acid–amido synthetase GH3–8 suppresses expansin expression and promotes salicylate- and jasmonate-independent basal immunity in rice.Plant Cell, 2008, 20(1): 228–240.

[32]Ren H, Gu G, Longa J, Yin Q, Wu T, Song T, Zhang S,Chen Z, Dong H. Combinative effects of a bacterial type-III effector and a biocontrol bacterium on rice growth and disease resistance.J Biosci, 2006, 31(5): 617–27.

[33]Geilfus CM, Zoerb C, Muhling KH. Salt stress differentially affects growth-mediating β-expansins in resistant and sensitive maize (Zea maysL.).Plant Physiol Biochem, 2010, 48(12): 993–998.

[34]Han YY, Li AX, Li F, Zhao MR, Wang W. Characterizaition of a wheat (Triticum aestivumL.) expansin gene,TaEXPB23, involved in the abiotic stress response and phytohormone regulation.Plant Physiol Biochem, 2012,54(5): 49–58.

[35]Xu JC, Tian J, Belanger FC, Huang B. Identification and characterization of an expansin gene AsEXP1 associated with heat tolerance in C3 Agrostis grass species.J Exp Bot, 2007, 58(13): 3789–3796.

[36]Zhao MR, Han YY, Feng YN, Li F, Wang W. Expansins are involved in cell growth mediated by abscisic acid and indole-3-acetic acid under drought stress in wheat.Plant CellRep, 2012, 31(4): 671–685.

[37]王輝, 孫濤, 趙會君, 柴團(tuán)耀. 商陸擴(kuò)展蛋白基因PaEXP1在逆境脅迫下的表達(dá). 中國科學(xué)院研究生院學(xué)報, 2010, 27(4): 448–455.

[38]Choi D, Cho HT, Lee Y. Expansins: expanding importance in plant growth and development.Physiol Plant, 2006,126(4): 511–518.

[39]Goff SA, Ricke D, Lan TH, Presting G, Wang R, Dunn M,Glazebrook J, Sessions A, Oeller P, Varma H, Hadley D,Martin C, Katagiri F, Lange BM, Moughamer T, Xia Y,Budworth P, Zhong JP, Miguel T, Paszkowski U, Zhang SP,Colbert M, Sun WL, Chen LL, Cooper B, Park S, Wood TC, Mao L, Quail P, Wing R, Dean R, Yu Y, Zharkikh A,Shen R, Sahasrabudhe S, Thomas A, Cannings R, Gutin A,Pruss D, Reid J, Tavtigian S, Mitchell J, Eldredge G,Scholl T, Miller RM, Bhatnagar S, Adey N, Rubano T,Tusneem N, Robinson R, Feldhaus J, Macalma T, Oliphant A, Briggs S. A draft sequence of the rice genome (Oryza sativaL. ssp. indica).Science, 2002, 296(5565): 92–100.

[40]劉仁虎, 孟金陵. MapDraw, 在Excel中繪制遺傳連鎖圖的宏. 遺傳, 2003, 25(3): 317–321.

[41]Gascuel O, Steel M. Neighbor-joining revealed.Mol Biol Evol, 2006, 23(11): 1997–2000.

[42]Peden JF. Analysis of Codon Usage. Nottingham: University of Nottingham, 1999, 101: 13951–13956.

[43]Crooks GE, Hon G, Chandonia JM, Brenner SE. WebLogo:A sequence logo generator.Genome Res, 2004, 14(6):1188–1190.

[44]Walker JM. The proteomics protocols handbook. New York City: Humana Press, University of Hertfordshire,Hatfield, 2005.

[45]Sakai H, Lee SS, Tanaka T, Numa H, Kim J, Kawahara Y,Wakimoto H, Yang CC, Iwamoto M, Abe T, Yamada Y,Muto A, Inokuchi H, Ikemura T, Matsumoto T, Sasaki T,Itoh T. Rice annotation project database (RAP-DB): An integrative and interactive database for rice genomics.Plant Cell Physiol, 2013, 54(2): e6.

[46]Sampedro J, Cosgrove DJ. The expansin superfamily.Genome Biol, 2005, 6(12): 242.

[47]牛艷梅, 沈文濤, 周鵬. Expansin超級家族的進(jìn)化與命名. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, (8): 133–135.

[48]高英, 王學(xué)臣. 擴(kuò)張蛋白(Expansin)研究進(jìn)展. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)科學(xué), 2005, 21(7): 82–86.

[49]徐筱, 徐倩, 張楷, 徐吉臣. 植物擴(kuò)展蛋白基因的研究進(jìn)展. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2010, 32(5): 154–161.

[50]許成鋼, 范曉軍, 付月君, 梁愛華. 二硫鍵的形成與蛋白質(zhì)的氧化折疊. 中國生物工程雜志, 2008, 28(S6):259–264.

[51]林濤, 倪志華, 沈明山, 陳亮. 高頻密碼子分析法及其在煙草密碼子分析中的應(yīng)用. 廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2002, 41(5): 551–554.

[52]付海輝, 辛培堯, 許玉蘭, 劉巖, 韋援教, 董嬌, 曹有龍,周軍. 幾種經(jīng)濟(jì)植物UFGT基因的生物信息學(xué)分析. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué), 2010, 30(1): 92–102.

[53]Ikai A. Thermostability and aliphatic index of globular proteins.J Biochem, 1980, 88(6): 1895–1898.

[54]劉慶坡, 馮英, 董輝. 20個物種同義密碼子偏性的比較分析. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2004, 32(7):67–71.

[55]王艷, 馬文麗, 鄭文嶺. SARS冠狀病毒的密碼子偏愛性分析. 生命科學(xué)研究, 2003, 7(3): 219–223.

[56]李娟, 薛慶中. 擬南芥及水稻轉(zhuǎn)錄因子MADS密碼子的偏好性比較. 浙江大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版), 2005,31(5): 513–517.

[57]高英, 陳乃芝, 熊艷梅, 王學(xué)臣. 擴(kuò)張蛋白在旱稻根的免疫組化定位及對旱稻抗旱性的表達(dá)分析. 自然科學(xué)進(jìn)展, 2006, 16(4): 475–479.

[58]Russell SD, Bhalla PL, Singh MB. Transcriptome-based examination of putative pollen allergens of rice (Oryza sativassp. japonica).Mol Plant, 2008, 1(5): 751–759.

[59]Tabuchi A, Li LC, Cosgrove DJ. Matrix solubilization and cell wall weakening by β-expansin (group-1 allergen)from maize pollen.Plant J, 2011, 68(3): 546–559.