金鱼Tgf2转座酶的原核表达及其DNA结合活性

金鱼Tgf2转座子基因属于Hobo/Activator/Tam3(hAT)超家族,其编码的活性转座酶能在多种鱼类转座中介导基因插入及诱变,因此在鱼类重要性状主控基因的筛选、功能解释及育种等方面具有重要的应用前景.鉴于Tgf2转座酶基因(JN886591)存在众多稀有密码子,本研究依据大肠杆菌对密码子的偏好性,对金鱼Tgf2转座酶基因进行密码子优化,所得Tgf2转座酶基因连接原核表达载体pET-28a(+),将重组载体转化到大肠杆菌BL21 (DE3)细胞.该大肠杆菌细胞在培养温度37℃、OD600≈0.5时用IPTG诱导获得高效表达,即菌体中含有8.8％的重组蛋白,上清液中含有4.0％重组蛋白.采用亲和层析纯化从菌体上清液中分离得到分子量约70 ku的可溶性重组蛋白,经MALDI-(TOF)/TOF串联质谱鉴定其为重组Tgf2转座酶.进而采用分子排阻色谱法研究转座酶的DNA结合活性,结果表明:所得重组Tgf2转座酶能识别并结合含Tgf2转座子特异性亚末端重复序列的DNA探针,即启动转座.采用原核表达体系高效获得重组Tgf2转座酶,为其作为工具酶应用于鱼类生物学研究奠定必要的基础.     

植物中Ac/Ds转座子的研究与应用

Ac/Ds转座子作为研究较为深入的植物转座子,已被广泛应用于植物功能基因组研究.利用Ac/Ds标签系统构建插入突变体库是研究功能基因组学的有效途径,也是进行基因克隆及功能分析的有利工具.结合课题组利用Ac/Ds转座子标签分离基因并进行基因功能验证方面的研究工作,综述了Ac/Ds转座子在植物基因组中的插入特点、转座机制以及转座子标签法的应用与发展前景,为更有效的利用Ac/Ds转座子提供参考依据.     

金鱼Tgf2转座酶的原核表达及其DNA结合活性

金鱼Tgf2转座子基因属于Hobo/Activator/Tam3（hAT）超家族,其编码的活性转座酶能在多种鱼类转座中介导基因插入及诱变,因此在鱼类重要性状主控基因的筛选、功能解释及育种等方面具有重要的应用前景。鉴于Tgf2转座酶基因（JN886591）存在众多稀有密码子,本研究依据大肠杆菌对密码子的偏好性,对金鱼Tgf2转座酶基因进行密码子优化,所得Tgf2转座酶基因连接原核表达载体pET-28a（+）,将重组载体转化到大肠杆菌BL21（DE3）细胞。该大肠杆菌细胞在培养温度37℃、OD₆₀₀≈0.5时用IPTG诱导获得高效表达,即菌体中含有8.8%的重组蛋白,上清液中含有4.0%重组蛋白。采用亲和层析纯化从菌体上清液中分离得到分子量约70 ku的可溶性重组蛋白,经MALDI-（TOF）/TOF串联质谱鉴定其为重组Tgf2转座酶。进而采用分子排阻色谱法研究转座酶的DNA结合活性,结果表明：所得重组Tgf2转座酶能识别并结合含Tgf2转座子特异性亚末端重复序列的DNA探针,即启动转座。采用原核表达体系高效获得重组Tgf2转座酶,为其作为工具酶应用于鱼类生物学研究奠定必要的基础。     

PiggyBac转座元件的构建及其在团头鲂基因组中的转基因效率

鳞翅目昆虫粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)的PiggyBac(PB)转座子已用于模式生物小鼠的转基因及插入诱变研究,目前,该转座子在养殖鱼类中的转基因效率如何还不清楚。构建了带PiggyBac转座子左臂、右臂、EF1α启动子和绿色荧光蛋白(eGFP)编码框的pPBs-EF1α-eGFP供体质粒。以50 ng/μL供体质粒和100 ng/μL体外转录的PB转座酶mRNA共同显微注射入团头鲂(Megalobrama amblycephala)1~2细胞期受精卵中,团头鲂eGFP的荧光表达率可达58.26%,PCR检测结果显示,该转座系统在团头鲂成鱼基因组中的整合效率为53.04%。表明PiggyBac转座子可高效介导基因在团头鲂基因组中的插入,为进一步开展团头鲂插入诱变研究奠定了基础。     

转座子Tol2的特性及其在转基因动物中的应用

Tol2转座子是hAT转座子家族中的一员,是目前发现的唯一一个可以编码具有完整转座酶功能的自主性转座子。已证实Tol2转座子在斑马鱼、鼠、人等多种动物细胞中都具有转座活性,有可能作为脊椎动物特有的转座子系统,在转基因方面具有重要的应用前景。综述了Tol2转座子的结构、转座机制和在脊椎动物转基因生产中的最新研究进展,以期为今后这方面的研究提供参考。     

植物LTR类反转录转座子在植物基因组学研究中的应用

LTR类反转录转座子是植物基因组中的重要转座元件,对植物基因组的结构及功能有重要的影响。综述了近年来植物LTR类反转录转座子的类型和结构、在基因组中表达和调控,并探讨了它们在植物基因组学研究中的应用前景。     

转座子对植物基因和基因组进化的贡献

转座子在被发现具有转座功能以前,被看作是作用在个别基因或整个基因组结构不寻常的诱变因素。在玉米中首先发现和认识转座子特征后,已在所有生物中发现其的存在,包括已研究的植物物种。在带有大而复杂基因组的植物中,转座子占核DNA的组成超过50％,但对每一个物种而言,尚缺乏有关转座子对许多物种适应性具有促进作用的证据。在每一植物物种中,     

转座子在植物功能基因组学中的应用

转座子已经被广泛用于内源或异源植物插入突变的研究，用于基因的分离和克隆。随着不同植物基因组研究进程加快，需要通过反向遗传学来研究已知序列基因的功能，大规模的转座子突变已成为功能基因组学研究的一种很重要手段。本文综述了一些广泛应用的转座子以及这些转座子如何成功应用于异源植物的插入突变，作为反向遗传学的工具在研究功能基因组学中应用。     

大豆HGm1 helitron转座元件的鉴定与生物信息学分析

[目的]helitron转座元件是近年来发现的一种结构新颖和转座方式独特的DNA转座子。我们从全基因组水平上对大豆基因组中拷贝数最多的helitron HGm1家族进行深入分析,旨在为后续进一步明确helitron转座元件在大豆及其近缘种基因和基因组演化中所起的作用提供帮助。[方法]利用基因组学和生物信息学的研究手段,我们对大豆HGm1家族的数量、结构特征、染色体分布、插入基因情况,基因片段的捕获及表达模式等进行了详细的研究。[结果]从公开发表的大豆基因组序列中共鉴定出254个HGm1转座元件。这些元件的3'末端十分保守,主要由GC含量较高的碱基组成。HGm1元件主要分布在AT丰富的区域,并在重组受到显著抑制的异染色质区域富集。研究还发现,68个元件被83个外源的转座元件插入;64个元件插入到编码蛋白的基因附近(2 kb);115个元件携带154个完整的外源基因;52个元件有潜在的转录活性,在根、茎、叶、花和种子中,以及干旱胁迫和组织培养条件都有所表达。[结论]与玉米中有关helitron的研究结果相似,HGm1家族在大豆基因组中经常以巢式的结构存在,具有频繁插入到基因附近和捕获基因的现象,并且部分成员具有潜在的转录活性。而与玉米helitron不同的是,大豆HGm1 helitron家族主要分布在基因贫乏的异染色质区域。因此,HGm1家族在改变大豆基因结构和调节基因表达以及影响大豆基因组的演化过程中具有较为重要的作用。     

玉米Mutator转座子系统的应用及展望

转座子标签法是近年来发展起来的一种非常有效的分子生物技术,是一种利用TEs插入高等植物基因组中造成基因突变,然后通过分离TEs插入的旁邻序列,克隆出突变基因的策略。这种策略在高等植物的功能基因组学研究中十分有用。玉米转座子系统主要有En/Spm系统、Ac/Ds系统和Mutator系统三大类。其中Mutator转座子易于插入到基因内部及基因周围,引起的正向突变频率为10~(-5)~10~(-4),比野生玉米高出近30倍,所引起的突变大部分为隐性突变。由Mutator转座子引起的突变,可以通过TAIL-PCR的方法,对相关的突变基因进行克隆。当前通过这种方法,已经克隆出一些重要的基因。本文主要介绍了Mutator转座子的应用,并对Mutator转座子系统的研究前景进行了展望。