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。     

毛竹长末端重复序列反转录转座子的全基因组特征及进化分析

  目的   研究毛竹Phyllostachys edulis基因组中的长末端重复序列反转录转座子(long terminal repeat retrotransposons, LTR-REs)的特征,为今后利用LTR反转录转座子对毛竹基因组的功能和对竹种资源遗传多样性的研究奠定基础。   方法   通过生物信息学方法,利用LTRharvest和RepeatMakser软件对第2版毛竹基因组中的LTR反转录转座子进行全面注释与分类,并对得到的LTR反转录转座子的分布特征、进化特性和插入时间进行分析。   结果   在毛竹基因组中共注释得到1 014 565个LTR反转录转座子,1 562个家族,占毛竹基因组的54.97%。其中solo LTR反转录转座子与完整LTR反转录转座子(S/F)的比例较高(约1.77∶1.00),表明在毛竹LTR反转录转座子中可能发生了相对较高频率的非法重组和不平衡重组。毛竹LTR反转录转座子分为Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族,Tork、Reftrofit、Sire、Oryco、Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel、Athila等10个谱系。毛竹LTR反转录转座子的Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族对PBS位点的偏好性呈相反趋势,较长的LTR反转录转座子具有更长的LTR序列,结构也更加完整。毛竹LTR反转录转座子的插入时间主要集中在0~2.0 Ma,且还处于不断缓慢增长的状态。   结论   第2版毛竹基因组的高质量组装,能更好地注释和分析毛竹基因组中的LTR反转录转座子。基于结构预测的LTRharvest法,能更精准地预测毛竹LTR反转录转座子。不同谱系的毛竹LTR反转录转座子在进化过程中具有不同的分化和扩增活性。毛竹LTR反转录转座子总体上处于不断扩增状态,这是导致毛竹基因组较大的主要原因之一。图3表3参52     

植物反转录转座子的研究进展

反转录转座子几乎是所有植物基因组的主要成分,不仅对基因组的大小、结构、功能和进化,而且对两翼基因的表达水平都有重要影响。该文从反转录转座子的类型和特征、分离鉴定、活性及其对基因组的影响、应用现状等多个方面概述了植物反转录转座子的研究进展,以期为进一步揭示反转录转座子在植物基因组中的功能奠定基础。     

枣树基因组中转座元件分析

转座子是基因组演化的重要因素。为了探明转座子在枣树(Ziziphus jujuba Mill.)基因组演化中可能的作用,采用生物信息学工具对枣树基因组中的转座元件进行分析。结果表明,所有转座元件占枣树基因组的23.38%,其中DNA转座子占8.60%(包括0.34%的MITEs)、LTR反转录转座子占12.23%、Non-LTR反转录转座子占2.30%、内源性反转录病毒占0.25%。系统进化树分析结果表明,MITEs和LTR反转录转座子在演化过程中进行过复制和扩增,这说明转座子的活动和枣树基因组的进化是相关的。本研究将有助于研究枣树基因组的遗传多样性及进行相关种质资源的鉴定。     

毛竹Phyllostachys edulis retrotransposon 7（PHRE7）转座子的克隆与鉴定

长末端重复序列（LTR）反转录转座子广泛存在于植物基因组中,本质是一段可移动的脱氧核糖核酸（DNA）序列。大多数LTR反转录转座子在外界环境变化下能够被激活转录,对环境变化做出响应。为研究毛竹基因组中的LTR反转录转座子的转录活性及在非生物环境胁迫下表达量的具体变化,克隆和鉴定了1个毛竹Phyllostachys edulis反转录转座子PHRE7。该转座子全长为6 073 bp,属于Ty1-copia家族中的Tork分支,LTR序列相似性为96.7%,插入时间为126.923万a前。对毛竹实生苗分别进行辐照（30,50,70 Gy）,甲基化抑制剂（50,100,150 μmol·L-1）,高温（42℃）,低温（4℃）,高盐（0.1,0.2,0.3 mol·L-1）等5种不同胁迫处理,通过定量荧光聚合酶链式反应（PCR）检测,PHRE7在INT,RT和RH等3个结构域中的表达量仅在辐照及0.2~0.3 mol·L-1高盐处理下随处理强度的上升而下降,其余所有处理（甲基化抑制剂、高温、低温、高盐0.1~0.2 mol·L-1）的表达量都随处理强度呈上升趋势。这些结果表明:PHRE7转座子是一个具有转录活性的LTR反转录转座子,且外界非生物环境胁迫对其表达模式有较大影响,表明PHRE7转座子能够响应外界环境变化。     

植物反转录转座子分子标记及其应用

植物反转录转座子具有存在广泛和多态性丰富的特点,可用于植物基因组研究。本文对植物反转录转座子的结构与功能、反转录转座子分子标记的主要种类及其在农作物遗传改良中的应用进行了综述。     

梨Ty1-copia反转录转座子的克隆及IRAP分子标记体系的建立

【目的】从早酥梨及其红皮芽变基因组中分离Ty1-copia反转录转座子全长序列,分析序列特点,并基于其中长末端重复序列(LTR)建立IRAP分子标记体系。【方法】以早酥梨及其红皮芽变和极早熟芽变植株叶片为试材,根据已知的Ty1-copia反转录转座子保守区域设计引物,利用同源克隆技术得到目的基因。根据基因两端LTR序列设计引物,建立IRAP分子标记体系,并对早酥梨及其芽变进行遗传分析。【结果】从早酥梨基因组中获得2条Ty1-copia反转录转座子全长序列,分别命名为PbTYZS1和PbTYZS2,长度分别是9 363和9 632bp。从红色芽变基因组中获得1条序列,命名为PbTYRM1,长度为9 652bp。经结构分析,获得的3条序列都是典型的Ty1-copia反转录转座子,但其开放阅读框(ORF)的完整性发生了变化。利用反转录转座子LTR保守区域设计引物成功建立了IRAP分子标记体系,早酥梨与红皮芽变的平均遗传距离为0.104,与极早熟芽变的遗传距离为0.115,并且早酥梨与极早熟芽变的多态性为20.41%,较之与红皮芽变的多态性(18.89%)更为丰富。【结论】早酥梨及其红皮芽变基因组中都含有完整结构的Ty1-copia反转录转座子,建立的IRAP分子标记体系可以得到清晰稳定的多态性指纹图谱。     

籽粒苋copia类反转录转座子的初步研究

本研究首次报道了籽粒苋中也存在 copia类反转录转座子 ,进一步验证了 copia类反转录转座子广泛存在于高等植物中 .采用 PCR方法分离鉴定了来自 4个种 2 7个基因型中的 5 3个 RT酶区序列 .序列分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子不但具有长度多样性、种间多样性、种内多样性 ,而且来自相同基因型的反转录转座子之间也存在高度异质性 .Southern杂交分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子以多拷贝形式存在 .Northern杂交分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子可能失去了转座活性 .本研究还对采用 PCR技术分离全长的 copia类反转录转座子进行了初步探讨 ,认为该方法可行 ,具有快速、经济等优点 ,可望在短期内分离出全长的反转录转座子     

植物转座子的研究与应用

转座子是生物界中存在的一类可移动的遗传因子,根据其DNA结构和转座机理的不同,分为两类,即DNA转座子和反转录转座子,它们在植物基因和基因组进化中扮演了一个极其重要的角色。在介绍转座子种类及其特性的基础上,概述了植物转座子的研究和应用方面的进展,分析了植物转座子的应用前景。     

水稻gypsy类逆转座子对不同胁迫条件的响应

LTR类逆转座子是水稻基因组中数量最多，分布最广的转座元件，其中Ty3-gypsy类的比重较大。根据Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶的保守区域，采用简并引物通过RT-PCR从5种胁迫处理后的水稻品种月亮谷的cDNA 进行了扩增，并测序获得了一批转录片段，分析不同胁迫条件诱导激活的Ty3-gypsy类逆转座子的特点。结果表明，5种胁迫处理都能诱导月亮谷中Ty3-gypsy类逆转座子的表达；对不同胁迫响应的逆转座子序列大部分同源性较高且呈交叉分布，仅有少部分具有胁迫响应的特异性，说明很多Ty3-gypsy类逆转座子能对不同胁迫进行响应。     

Mobile elements: drivers of genome evolution

Mobile elements within genomes have driven genome evolution in diverse ways. Particularly in plants and mammals, retrotransposons have accumulated to constitute a large fraction of the genome and have shaped both genes and the entire genome. Although the host can often control their numbers, massive expansions of retrotransposons have been tolerated during evolution. Now mobile elements are becoming useful tools for learning more about genome evolution and gene function.     

甜高粱亲本系主要农艺性状配合力分析

选用新育成及育种中常用的5个甜高粱不育系、5个甜高粱恢复系,按不完全双列杂交法组配25个杂交组合,对株高、生育期,含糖锤度、叶绿素、产量等5个性状用DPS数据统计软件进行了分析。结果表明:不育系303A,综合性状表现突出,一般配合力高,是一个较理想的甜高粱不育系,其次为L0202A较好;恢复系LTR108、LTR114表现好,一般配合力高;综合产量和含糖锤度表现,303A/LTR114、L0202A/LTR108及L0202A/LTR114是比较理想的甜高粱杂交组合。本研究为甜高粱的高糖高产栽培和品种选育提供了可靠的理论依据。     

双生病毒基因组变异的研究进展

双生病毒是一类在世界范围内广泛发生的植物单链DNA病毒,在多种重要经济作物上引起危害.综述了双生病毒的基因组结构特点、基因组变异类型以及变异影响因素等方面的国内外研究进展,以助于了解双生病毒的进化规律,并为采取有效而稳定的策略控制该病毒引起的病害提供依据.