基因家族分析文章常常止步于3-4分，那么5分及以上的文章该怎么写呢？上一期，给大家分享过一篇New Phytologist（IF=7分）上的硬核文章：一篇7分的文章带你领略不一样的基因家族分析（点此链接观看详细信息）；今天再给大家分享一篇2019年5月22日发表在cells（IF=5.656 (2018)，中科院期刊分区：生物2区）上的基因家族分析文章，带你领略下5+分级基因家族分析文章的魅力！

文章简介：

磷缺（P）乏是植物生长的主要限制因素之一，而丛枝菌根（AM）共生可以显着促进植物的P的吸收；在P的吸收转运过程中，PHT1转运蛋白起关键作用，多种植物已有报道，但尚未深入研究这些基因在AM共生过程中对小麦（TaPHT1）的调控和功能。所以，本文对小麦中TaPHT1基因家族进行了全面分析，包括序列，系统发育，顺式元件，表达，亚细胞定位和功能，以阐明它们在AM相关的磷酸盐转运和免疫中的作用。

主要结果：

1. 小麦和其他植物中PHT1基因的系统发生关系

在最新的优质面包小麦基因组中，总共鉴定出35个TaPHT1，结合作者从Phytozome或NCBI数据库中收集了16种植物的109种PHT1蛋白质的序列，及一个酵母蛋白，共145个PHT1基因蛋白构建系统发育树；PHT1蛋白分为八个亚家族（I，II，III，IV，V，VI，VII和VIII组），小麦中35种TaPHT1蛋白均分组到八个亚家族中的五个亚家族之一：3、3、10、10和9，分别属于I，III，VI，VII和VIII组，如下如：

2. 小麦，拟南芥和水稻中PHT1基因的序列特征

使用Pfam和TMHMM预测了小麦，水稻和拟南芥中PHT1蛋白，35种TaPHT1、9种AtPHT1和13种OsPHT1蛋白的的功能性和跨膜结构域；它们都具有9个以上的跨膜结构域和一个典型的Sugar_tr结构域（PF00083），表明PHT1蛋白属于糖转运蛋白超家族；根据内含子的数量和阶段，将35个TaPHT1、13个OsPHT1和9个AtPHT1基因的结构分为六种类型，如下图：

3. 小麦中PHT1基因的染色体分布和复制模式

35个PHT1基因中有34个不均匀分布在13条染色体上，1个在scaffold上；并用BLASTP和MCscanX进行的基因复制模式分析，如下图；并计算了TaPHT1基因对的Ka / Ks比，如下表。

4. 小麦中PHT1基因顺式作用元件分析

作者截取TaPHT1s基因2kb上游区域进行顺式作用元件分析，结果显示TaPHT1s具有参与Pi和AM反应的潜在调控元件。

5. AM真菌降低了营养阶段小麦的Pi含量和生物量

接种两种AM真菌F. mosseae和G. versiforme后六周，根部真菌结构的染色表明，接种后菌根共生关系良好，如下图：

收获了小麦植株的根，分析了它们的生物量和Pi含量，结果显示：AM真菌降低了营养阶段小麦的Pi含量和生物量。

6. TaPHT1基因表达模式响应AM和真菌病原体的变化

首先在高和低Pi条件下，在AM接种的小麦根中研究了TaPHT1基因的转录水平（图A）；图B展示的是小麦被半生养真菌B. sorokiniana和坏死性病原体Ggt侵染后TaPHT1s的表达情况，以测试TaPHT1s被病原性真菌定植转录诱导的可能性。

最后，对在高和低Pi条件下，两种AM物种都高度激活了七个TaPHT1的表达模式进行了更详细的展示，如下图：

7. TaPT29-6A定位于质膜中

能被AM诱导的TaPT29-6A基因预测有12个跨膜结构域，洋葱表皮细胞TaPT29-6A-GFP融合蛋白显示其定位在质膜中。

8. TaPT29-6A是共生和非共生Pi摄取所必需

作者通过TaPT29-6A的敲除系以及AM接菌实验，证明TaPT29-6A可能在共生和非共生途径中均作为Pi吸收的负调节剂存在，如下图：

9. 沉默TaPT29-6A可降低AM真菌对小麦的定殖以及增加对病原微生物的敏感性

TaPT29-6A敲除植株接菌实验显示，沉默TaPT29-6A可降低AM真菌对小麦的定殖；并且可以增加对根系病原体Ggt和B. sorokiniana的敏感性，如下图：

如上，这是该篇文章全部的结果部分内容，可以看到，文章除了常见的生信分析内容外，还进一步对筛选出来的基因进行了功能验证，这也是此文能发5+分的基础，总的来说，是一篇非常不错的论文，值得精读效仿！

更多文章信息请下载原文阅读。

参考文献：Integrative Analysis of the Wheat ntegrative Analysis of the Wheat PHT1 Gene Family Reveals A Novel Member Involved in Arbuscular Mycorrhizal Phosphate Transport and Immunity. Yi Zhang at all. Cells, 2019 05 22; 8(5) .

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