论文总字数：17927字

摘 要

TCP家族转录因子是一种植物特有的转录因子家族，该种转录因子家族的主要作用体现在分生组织中并且与细胞分化、生长存在很大联系。TCP基因在拟南芥中已有较多研究，而其在单子叶模式植物水稻中的进化和功能还不明确。我们这次研究是采用生物信息学法系统地对水稻基因组中的TCP基因进行鉴定，并且我们还对水稻、拟南芥、短柄草和高粱四种重要的模式物种中的TCP转录因子的进化关系进行了分析。我们采用NJ方法构建了无根进化树。结果显示基本上每一个物种在这些分支上都存在相关基因，表明这些TCP基因的分化要早于水稻、高粱、拟南芥和短柄草这些物种自身的分化。一个基因的表达模式总是和这个基因的功能紧密相关的，因此我们通过生物芯片的数据来综合分析水稻TCP转录因子家族对于不同激素的响应机制。通过对水稻TCP类型基因的全基因组系统性的分析，将促进和帮助关于水稻TCP转录因子家族的克隆和功能的深层次的研究。

关键词：水稻；TCP转录因子；生物信息学

Abstract: TCP transcription factor is a unique transcription factors family of the plant, it plays a role mainly in meristem and has a intimate relationship with the cell differentiation and growth. TCP gene in Arabidopsis thaliana have made deep research, whereas its evolution and function in endogen model plant rice is not clear. Our research adopts the biological information methods to class TCP genes in rice genome. Besides, we also performed the systematic evolution analysis of TCP transcription factors on four model plants: rice and Sorghum, Arabidopsis thaliana, Brochypodium distachyon. We seletced the NJ method used to construct the evolutionary tree without root. Our results showed that each species basically related genes in these branches indicated that these TCP gene differentiation is earlier than the species differentiation themselves. Generally, genes expression pattern is always intimately related with the function of the gene, thus we through the biochip data comprehensive analysis of the rice TCP transcription factor family for different hormonal response mechanism. In conclusion, we think that the genome-wide analysis of TCP of plant genes will be benetifical for the further functional analysis of plant TCP genes.

Keyword: Rice; TCP transcription factor; Bioinformatics

1 引言

转录因子(transcription factor)又名反式作用因子(trans-acting factor)，是 一种DNA 结合蛋白能够与真核基因启动子区域顺式作用因子识别并特异性结合并通过相互作用达到激活或抑制转录的作用。近年来，通过对该方面的研究，不断从高等植物中分离出一系列能够调控植物生理生态反应及发育等相关基因表达的转录因子。

TCP家族转录因子是一种为植物特有的转录因子家族^[1]，该种转录因子家族的主要作用体现在分生组织中并且与细胞分化、生长存在很大联系。^[2]。在有关于该种转录因子家族的研究早期中发现的TCP转录因子家族种类主要有金鱼草基因tbl ，玉米基因 CYC和水稻基因PCFs, branched l (tbl )以及cycloidea (cyc )编码的不典型的螺旋—环—螺旋蛋白结构(non-canonicalbasic-Helix-Loop-Helix(bHLH) structure)，研究发现在水稻PCFDNA结合蛋白中也发现这种不典型的螺旋—环—螺旋结构。这种bHLH结构在结构和功能上和经典的螺旋—环—螺旋不同，是结合DNA所必须的结构^[2]。正因为这种不同我们将所有含有这种保守结构域的转录因子TCP转录因子家族。长期研究发现(dich)基因和许多功能目前尚未了解的蛋白也属于TCP转录因子家族^{[3, 4]}。在玉米中tbl 基因具有抑制侧枝生长和雄花形成的功能；例如tbl野生型的侧枝上芽停止发育并带有正在形成的雌花，而突变株侧枝上的初生茎却出现成倍增长现象，在末端形成穗状的雄花^[5]。

金鱼草中cyc与dich基因都与花的发育和形成有很大联系。通过观察发现金鱼草开唇形花，花呈两侧对称状但沿背腹轴的花瓣形状却显著不同。在cyc和dich两个基因同时突变的情况下会形成辐射对称的花形。而cyc单基因突变则会产生半辐射状的花，并且原腹部的花瓣移至一侧，原侧瓣移到背部。而且dich单基因的突变也只会影响背部花瓣的形状。由此可以看出这2个基因突变对花的形成有重叠作用，但是对花的发育的作用却不相同^[6]。水稻中PCF1，PCF2转录因子能够促使分生组织中PCNA (Proliferatingcellnuclearantigen)启动子的组织特异性表达，缺少这两种则无法正常进行DNA复制和修复^[7]。

水稻（Oryza sativa）为草本稻属，是作为粮食的最主要且是历史最为久远的一种稻属，又称之为亚洲型栽培稻，通常也说是稻，包含两个亚种：籼稻（O.s. indica）以及粳稻（O.s.japonica）。水稻属于禾本科植物，单子叶，有24条染色体，性喜温湿，是单子叶植物功能基因组学研究的模式生物。TCP基因在拟南芥中已有较多研究，而其在单子叶模式植物水稻中的进化和功能还不明确。本研究采用生物信息学法对水稻基因组中的类TCP基因进行了系统鉴定，通过基因复制事件和系统发育分析研究了其进化历史与机制，采用MEGA5.1软件连接法对其在不同组织器官中的表达模式进行了分析。通过我们的发现为进一步研究水稻TCP家族的功能奠定重要基础。

2 材料与方法

2.1 植物TCP超家族转录因子的鉴定

通过利用植物TFDB数据库我们得到一些有关物种的TCP转录因子超家族序列(http://planttfdb.cbi.edu.cn/)  来进行对植物TCP超家族转录因子进行功能分析，^[8]。所得到的这些TCP家族序列主要包括拟南芥（Arabidopsis）(http://brassicadb.org/ brad/index.php)；水稻（Oryza sativa） (http://rice.plantbiology.msu.edu/, release 5.0)；短柄草（Brochypodium distachyon） (http://www.brachypodium.org/)；高粱（Sorghum bicolor）这四种物种的基因组序列 (http://www.plantgdb.org/SbGDB/)。在得到相关物种的TCP基因家族序列之后，我们的首要工作便是对于这些TCP超家族基因进行结构域鉴定。首先，这些蛋白的结构域都通过Pfam程序(http://pfam.sanger. ac.uk/) ^[9]进行分析，若存在TCP结构域，则认为该候选蛋白属于TCP蛋白家族，若未能检测出TCP结构域，则认为其不属于该家族。随后，作为最终的序列质量刷选标准，我们将这些TCP超家族转录因子的保守结构域采用SMART 数据库进行进一步的分析(http://smart.embl-heidelberg.de/) ^[10]。此外，针对水稻TCP基因家族，我们从RGAP中下载每一条记录的基因序列、蛋白质序列、CDS序列，获得每一条记录的外显子数、蛋白质氨基酸数，并且从KOME（http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/）网站中获取其mRNA获取号，从ExPASy数据库（http://www.expasy.org/）中获取其蛋白质等电点。

2.2 蛋白序列的比对和水稻TCP蛋白系统发生的进化树构建

水稻TCP全长蛋白的多序列比对通过ClustalW程序进行分析。TCP蛋白家族特定保守区域氨基酸的保守性我们通过WebLogo程序进行分析^[11]；系统发生树的构建和分析主要通过Mega5软件进行(http://www.megasoftware.net/) ^[12]。在进化树构建方面，我们通过邻接法（Neighbor-Joining Method，NJ）来进构建进化树，将Bootstrap设置为1000次重复。

2.3 TCP保守结构域的鉴定和分析

通过利用在线程序MeMe(Multiple EM for Motif Elicitation) (http://meme.nbcr.net/meme/cgi-bin/meme.cgi)^[13]。我们对水稻TCP转录因子家族的结构域进行分析。在线程序MeMe的参数设置为：(1) 基序重复的数量为“any”; (2) 基序的长度为6~200; (3) 预测基序的数量为30。

2.4 TCP转录因子家族在水稻，短柄草，高粱中的同源性分析

水稻TCP基因在染色体上的复制分析主要通过植物基因组复制数据库进行分析（PGDD） (http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/)^[14]. TCP家族在水稻染色体上的复制情况我们通过MapInspect (http://www.dpw.wau.nl/pv/pub/MapComp/)软件进行构建；

2.5 水稻TCP转录因子家族的组织表达分析以及根茎组织对于不同激素的响应

我们基于水稻基因芯片数据（http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html）来分析水稻TCP基因的表达情况。这些组织部位包括叶片和叶鞘、根、茎、穗、花药、雌蕊、外稃、内稃、胚珠、胚和胚乳.最后我们对这些TCP蛋白在不同组织中的表达水平通过Cluster程序 (http://bonsai.hgc.jp/~mdehoon/ software/cluster/software.htm) 进行层次聚类分析，将所得数据通过TreeView(http://jtreeview.sourceforge. net/)软件进行可视化显示^[15] ；此外，我们从水稻基因芯片数据获得了水稻根茎组织对于(Abscisic acid (ABA), Gibberellin, Auxin, Brassinosteroid, Cytokinin和Jasmonic acid (JA)六种不同激素的表达数据，并将这些数据通过Cluster程序进行层次聚类分析，并利用TreeView软件将所得数据进行可视化显示。

3 结果与分析

3.1 水稻TCP转录因子家族的鉴定

我们首先通过NCBI数据库选取所需的TCP结构域的氨基酸序列, 将所得数据利用Blastp程序进行处理, P-value值设为10^{- 4}, 最后我们对水稻全基因组蛋白质数据库进行搜索, 寻找水稻基因组中所有候选的含TCP蛋 白。所有符合要求的序列再通过Pfam (蛋白家族 数据库, http:/ /pfam. wust.l edu /hmm search. shtml) 来验证是否含有TCP结构域( Threshold= 0.9)。通过Clustal X的方法将所有被选取基因的核苷酸序列进行多序列排列, 根据排列的结果, 去除候选基因中的重复序列。 最终我们收集了所有含有TCP保守结构域的转录因子基因(表1)。对21个水稻TCP基因的TCP结构域氨基酸序列进行Clustal X进行多序列比对(图1),我们通过类似的方法对拟南芥、高粱，短柄草的数据库进行了分析，分别得到了这三个物种中的TCP蛋白转录因子家族数据。

表格1：TCP在水稻中的基因号分析

Table 1: Basic information of TCP family genes in rice

序 号	基因号 Gene	染色体位置（Mb） Chromosome localization	蛋白大小 (Amino acid)	分子量(Da )	等电点(pI)	其他基因号
1	Os01g11550	6,221,636	458aa	47120.3	7.2487	Os01g0213800
2	Os01g55750	32,106,832	307aa	32004.6	7.3267	Os01g0763200
3	Os01g69980	40,477,480	281aa	29072.5	9.2792	Os01g0924400
4	Os02g42380	25,497,325	211aa	21820.6	10.8106	Os02g0635800
5	Os02g51280	31,396,707	410aa	41249.4	9.8129	Os02g0747400
6	Os02g51310	31,416,861	259aa	28105	12.046
7	Os03g49880	28,428,504	388aa	41503.9	7.4258	Os03g0706500
8	Os03g57190	32,614,060	357aa	36356.1	8.6888	Os03g0785800
9	Os04g11830	6,490,902	184aa	18905.2	6.9728	Os04g0194600
10	Os04g44440	26,310,603	206aa	21985	10.9191	Os04g0526000
11	Os05g43760	25,436,354	294aa	30475.6	7.7587	Os05g0513100
12	Os06g12230	6,570,778	387aa	38741.7	9.1688	Os06g0226700
13	Os07g05720	2,751,213	445aa	47256.3	9.4979	Os07g0152000
14	Os08g33530	20,931,298	263aa	27557.1	5.652	Os08g0432300
15	Os08g43160	27,296,218	373aa	38500.7	5.0727	Os08g0544800
16	Os09g24480	14,567,292	258aa	27935.9	7.3029	Os09g0410500
17	Os09g34950	20,363,949	381aa	38771.1	4.76	Os09g0521300
18	Os11g07460	3,758,489	480aa	49566.1	8.5636	Os11g0175700
19	Os12g02090	627,213	141aa	15472.8	11.8614
20	Os12g07480	3,709,752	418aa	42526.3	6.1836	Os12g0173300
21	Os12g42190	26,155,053	297aa	30880.8	8.8686	Os12g0616400

图1：TCP蛋白结构域在水稻中的保守性分析(图1A,B)

利用ClustalW对水稻中21个典型的TCP结构域的氨基酸多序列比对分析结果（图1A）；该TCP结构域的图示化分析结果，氨基酸序列对应与图1A的结果

Figure 1. TCP domains are highly conserved across all TCP proteins in rice (Figure 1a,b).

The sequence logos are based on alignments of all rice TCP domains. Multiple alignment analysis of 30 typical rice TCP domains was performed with ClustalW. The bit score indicates the information content for each position in the sequence.         

3.2 水稻TCP转录因子家族的进化分析

针对水稻TCP转录因子的系统发生关系的研究可以帮助我们判断这些基因进化上的亲缘关系。我们通过ClustalX程序对水稻TCP结构域进行多序列比对,并通过软件Mega5针对TCP的保守区域方面进行了进化分析（图2）。从该结果上来看，虽然水稻中的TCP基因具 有较高的同源性，但其仍然可以明显的区分出差异性。我们又对水稻、拟南芥、短柄草和高粱四种植物中重要的模式物种的TCP转录因子进行了进化分析来方便我们更深层次的分析水稻TCP转录因子与其他植物转录因子间的进化关系。我们采用NJ方法构建了无根进化树（图3），并且初步将这四个不同物种中的TCP转录因子按照其亲缘关系远近分成若干个分支。每一个分支提示其可能在物种演化过程中具有更高的序列相似性。总体而言，基本上每一个物种在这些分支上都存在相关基因，表明这些TCP基因的分化要早于水稻、高粱、拟南芥和短柄草这些物种自身的分化。

图2：水稻TCP基因进化分析, 系统进化树采用邻接法由MEGA 4.0程序构建,自举值(Bootstrap)设置为1000。

Fig. 2 Neighbor-joining phylogenetic tree of the TCP gene family

 图3：TCP转录因子在水稻，拟南芥，段炳草和高粱中的多基因组进化分析 。每一个TCP基因亚家族通过一种特定的颜色显示，Bootstrap值设置为1000.

Fig. 3 Phylogenetic tree constructed using the neighbor-joining method by MEGA5, using TCP genes in rice, Arabidopsis, sorghum, and Brochypodium distachyon. The numbers are bootstrap values based on 1,000 iterations. Each TCP subgroup is indicated by a specific color.     

3.3 水稻TCP家族全长蛋白的结构性分析

为了进一步对水稻中的TCP基因的分化性做出鉴定，我们利用MEME (Multiple Em for Motif Elicitation) 程序对于TCP蛋白家族进行了研究。根据我们的参数设置，总共30个保守结构域在21个水稻TCP家族中被发现（表2），其中Motif 1代表了TCP本身的保守结构域，这一结构域在所有TCP蛋白中都存在。此外，其他一些在部分蛋白之间共有的结构域也在水稻TCP家族中被发现了，这些结构域可以帮助我们判断水稻TCP亚家族提供了帮助（图4）。同我们的进化树相似的结果，大部分的具有相似的结构域的TCP转录因子在进化树上的位置也相互靠近。

表2：利用MEME程序分析水稻中TCP的保守结构域表格

Table 2: Motifs were identified by means of MEME software using the deduced amino-acid sequences of the 30 rice TCPs. The relative position of each identified motif in all TCP proteins is shown.

图4： MeMe程序对水稻TCP转录因子家族的结构域分析图谱

Fig 4: The analysis of the rice TCP families using the MEME program

3.4 稻TCP转录因子家族染色体复制分析

水稻具有21个含有保守TCP结构域的转录因子家族，分布在除10号染色体之外的所有染色体上面。其中1号和2号染色体具有最多的TCP转录因子基因（分别具有3个），而最少的则是5，6，7, 11三条染色体，只有一个TCP转录因子。为了研究这些同源基因在水稻上染色体区段之间复制情况，我们将这些转录因子的全长蛋白序列输入植物染色体复制数据库网站进行分析。通过我们的分析，我们发现有8对基因在不同染色体之间存在复制情况（表3），随后我们将这些具有染色体复制关系的结果通过Mapinspect软件进行可视化分析（图5）。从我们的结果上看，具有大区间染色体复制的区域有7个，而只有少量基因在染色体上存在复制的区域有1个（表3）。我们发现，1号染色体上的Os01G11550与Os01g55100具有线性复制关系，但是Os01g55100却不是TCP家族的基因。

表3：水稻TCP转录因子家族在染色体上的复制分析

GENE1	GENE2(发生复制的位置)	FRAGMENG DUPLICAIGION(ghe gene number in ghis chromosome duplicagion)	Ka	Ks
Os01G11550	Os01g55100(无此号)	SMALL/6	0.71	1.03
Os01G55750	Os05g43760	Large/432	0.44	0.60
Os02G42380	Os04g44440	Large/341	0.24	0.35
Os02G51280	Os06g12230	Large/163	0.17	0.66
Os03G57190	Os07g05720	Large/100	0.35	0.67
Os08G33530	Os09g24480	Large/223	0.66	0.70
Os08G43160	Os09g34950	Large/223	0.36	0.69
Os11G07460	Os12g07480	Large/282	0.37	0.51

Table 3. Duplicated TCP genes in rice and the dates of the duplication blocks.

图5：水稻TCP转录因子家族在染色体上的复制分析, 染色体的物理位置在每一条染色体的右侧显示，其值为Mb。 水稻中所有的TCP基因则被标注在染色体的右侧，基因组进化中同源基因复制事件用直线连接表示。染色体的序号被标注在每条染色体的顶部，整条染色体的长度用mtm(1-12)来标注。

Figure 5：Chromosomal locations, region duplication, and predicted cluster for rice TCP genes. Chromosomal positions of the OsTCP genes are indicated on the right region of chromosomes. The scale is in megabases (Mb). The chromosomal positions of all TCP genes in rice were mapped on the left of each chromosome. Each pair of duplicated rice TCP genes is connected with a red line. The chromosome numbers are indicated at the top of each chromosome and the sizes of chromosomes are represented by the mtm(1-12) numbers.  

3.5 TCP转录因子超家族在水稻不同组织中的表达模式分析

TCP转录因子的表达几乎涉及整个植物的生长过程之中，这些组织包括叶片、叶鞘、根、茎、穗,花药、雌蕊、外稃、内稃、胚珠、胚和胚乳。因此，我们希望通过构建Heatmap图来综合分析这些转录因子在水稻中的表达情况。水稻TCP转录因子不同组织中TCP基因的表达水平的数据来自于网站水稻生物芯片数据库（http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html）。此外，为了更加直观的对表达情况有一个综合认识，我们通过Cluster软件对水稻TCP转录因子家族的表达进行聚类分析，这一结果最终通过Treeviewer所构建的Heatmap图谱进行显示（图6）。

图6：TCP转录因子家族在水稻中不同组织不同时间的表达Heatmap分析结果，这些组织包括叶片和叶鞘, 根、茎、穗,花药, 雌蕊,外稃,内稃, 胚珠、胚和胚乳。水稻全基因组的TCP基因的表达数据来自于网站 (http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html)。彩色棒状图中的颜色显示基因表达强度, 红色代表最高, 白色代表居中，蓝色代表最低。Heatmap可视化图通过cluster 和 treeviewer来进行显示。

Fig.6： Heat map representation and hierarchical clustering of rice TCP genes in leaf blade and sheath,root, stem, panicle, anther, pistil, lemma, palea, overy, embryo and endosperm. The genome-wide transcriptome data of rice TCP genes were collected from the database (http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html). The color bar presented expression level of genes: blue shows the low expression, and red color shows high expression level,and the white color shows the middle expression. The expression values were calculated by using reads per kilobase per million (RPKM) measure and then were log2 transformed before generating heat maps，and the heatmap were generated using cluster and treeviewer software.     

3.6 水稻TCP转录因子家族的根茎组织对于六种不同植物激素的响应机制

一个基因的表达模式总是和这个基因的功能紧密相关的，因此我们通过生物芯片的数据来综合分析水稻TCP转录因子家族对于不同激素的响应机制。主要包括脱落酸(Abscisic acid)：脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。在衰老的器官或组织中脱落酸的含量通常比在幼嫩部分中的多。它可以抑制RNA和蛋白质的合成，进而抑制茎和侧芽生长，我们也将它称为一种生长抑制剂；赤霉素（Gibberellin）：广泛存在于幼根、幼叶、幼嫩种子和果实等部位，由甲羟戊酸经贝壳杉烯等中间物合成。赤霉素在植物体内为无极性运输，通常由木质部向上运输并由韧皮部向下或呈双向运输。赤霉素最突出作用是促进植物茎的伸长；生长素(Auxin) ：在低等和高等植物中都有十分广泛的存在并主要集中于植物幼嫩或处于正生长的组织、部位中，但是在衰老器官中生长素的含量极少；油菜素甾醇（Brassinosteroid）：为甾体类激素，其作用机理与动物甾体激素不同。等够促进细胞伸长、分裂、维管的分化、花粉管的伸长并维持雄性育性、加速组织衰老、根的横向发育、保持顶端优势并对种子的萌发有促进作用等生理影响。高等植物的根、叶、种子、果实等部位都存在细胞分裂素。然而在未成熟的果实、种子中也会出现细胞分裂素形成的现象。细胞分裂素(Cytokinin)：能够促进细胞分裂，防止叶子衰老。蛋白质和叶绿素分解会导致绿色植物叶子衰老变黄；而由于细胞分裂素能够维持蛋白质的合成的作用来使叶片保持绿色，并延缓衰老。除此之外，细胞分裂素还具有能够促进芽的分化的作用。当在组织培养过程中它们的含量大于生长素时会更容易使愈伤组织生芽；反之则容易生根。通常细胞分裂素主要用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、防止马铃薯发芽等方面; 茉莉酸Jasmonic acid (JA)：为高等植物体内的内源生长调节物质，具有抑制植物生长、种子萌发、促进衰老、提高植物抗性等生理功能。

来自生物芯片的数据提供了根和茎组织在这些不同植物激素不同时间段的响应机制，我们将这些数据收集下来，通过Cluster和Treeviewer程序进行HeatMap图显示（图7）。这一结果能够直观的告诉我们，TCP转录因子的不同基因在不同激素处理下对于根和茎的组织的响应，从而帮助我们判断这些基因的生物学功能提供帮助。

   

图7：TCP转录因子家族在水稻根（图9A）和茎（图9B）组织中利用不同生长激素(Abscisic acid (ABA)、Gibberellin、Auxin、Brassinosteroid、Cytokinin和Jasmonic acid (JA)表达Heatmap分析结果。水稻全基因组的TCP基因的激素测试表达数据来自于网站 (http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html)。 彩色棒状图中的颜色显示基因表达强度, 红色代表最高, 白色代表居中，蓝色代表最低 。Heatmap可视化图通过Cluster 和 Treeviewer来进行显示。

Figure 7：Heat map representation and hierarchical clustering of rice TCP genes  with six plant hormones, namely,  with six plant hormones, namely, abscisic acid (ABA) 、Gibberellin、Auxin、Brassinosteroid、Cytokinin, and jasmonic acid (JA). The microarray dates (RXP_0001) are collected from the website (http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/data-set.html). Samples were collected after 15 min, 30 min, 1 h, 3 h and 6 h incubation for root (9A) and shoot (9A) with three replicates, and after 1 h, 3 h, 6 h and 12 h incubation for shoot with two replicates. The time-course expression profile for each gene is shown as the log-ratio of signal intensity (log2 Cy5/Cy3), and relative expression was log2 transformed, and the heatmap were generated using cluster and treeviewer software.   

结论

TCP家族转录因子是一种植物特有的转录因子家族，该种转录因子家族的主要作用体现在分生组织中并且与细胞分化、生长存在很大联系。TCP基因在拟南芥中已有较多研究，而其在单子叶模式植物水稻中的进化和功能还不明确。本研究采用生物信息学法对水稻基因组中的类TCP基因进行了系统鉴定，通过基因复制事件和系统发育分析研究了其进化历史与机制。 我们首先从NCBI数据库中选取TCP结构域的氨基酸序列, 将选取得到的氨基酸序列通过Blastp程序寻找水稻基因组中所有候选的含TCP蛋 白。然后利用网络Pfam (蛋白家族 数据库, http:/ /pfam. wust.l edu /hmm search. shtml) 来验证这些是否含有TCP结构域( Threshold= 0.9)。我们分别得 到了水稻、拟南芥、高粱，短柄草这四个物种中的TCP蛋白转录因子家族数据 。我们通过ClustalX程序对水稻TCP结构域进行多序列比对,随后又采用Mega5软件针对TCP的保守区域进行了进化分析从该结果上来看，虽然水稻中的TCP基因具 有较高的同源性，但其仍然可以明显的区分出差异性。我们又对水稻、拟南芥、短柄草和高粱四种植物中重要的模式物种的TCP转录因子进行了进化分析。我们采用NJ方法构建了无根进化树，每一个分支提示其可能在物种演化过程中具有更高的序列相似性。结果显示基本上每一个物种在这些分支上都存在相关基因，表明这些TCP基因的分化要早于水稻、高粱、拟南芥和短柄草这些物种自身的分化。一个基因的表达模式总是和这个基因的功能紧密相关的，因此我们通过生物芯片的数据来综合分析水稻TCP转录因子家族对于不同激素的响应机制。来自生物芯片的数据提供了根和茎组织在这些不同植物激素不同时间段的响应机制，我们将这些数据收集下来，通过Cluster以及treeviewer程序以HeatMap图形式显示。这一结果直观的告诉我们，TCP转录因子的不同基因在不同激素处理下对于根和茎的组织的响应，从而帮助我们判断这些基因的生物学功能。对水稻TCP类型基因的全基因组分析研究将为水稻TCP转录因子家族的克隆和功能的进一步研究奠定重要基础。

参考文献：

1. Riechmann JL, Ratcliffe OJ: A genomic perspective on plant transcription factors. Curr Opin Plant Biol 2000, 3(5):423-434.

2. Kosugi S, Ohashi Y: DNA binding and dimerization specificity and potential targets for the TCP protein family. PlJ 2002, 30(3):337-348.

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