全 文 ：瓠瓜 [Lagenaria siceraria （Molina）Standl.] 别名
瓠子 、 蒲瓜 ， 隶属葫芦科 （Cucurbitaceae）葫芦属
（Lagenaria Ser.）， 原产于非洲 [1]。 根据形态与基因
差异分为非洲与亚洲两个亚种 [2-4]。 中国栽培种植
瓠瓜历史悠久， 类型品种十分丰富， 但目前对瓠瓜
种质资源分子水平的遗传多样性研究较少， 前人曾
利用 ISSR、 RAPD 等对部分瓠瓜种质开展了此类
分析 [5-7]， 因此瓠瓜不同种形成与进化关系还不甚
热带作物学报 2014， 35（8）： 1577-1585
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-03-06 修回日期 2014-04-03
基金项目 国家青年自然科学基金（No.31311643）； 广东省自然科学基金（No. 10451064001006063）； 广州市珠江科技新星项目（No. 2013086）。
作者简介 赵 芹（1982 年—）， 女， 博士， 副研究员； 研究方向： 瓜类遗传育种与分子生物技术。 谢大森： 并列第一作者。 *通讯作者
（Corresponding author）： 赵 芹（ZHAO Qin）， E-mail： zhaoqin0802@126.com。
瓠瓜 Ty1-copia型逆转座子
RT基因的分离与序列分析
赵 芹 *， 谢大森， 何晓明， 江 彪， 罗少波， 彭庆务， 李明珠
广东省农业科学院蔬菜研究所， 广东广州 510640
摘 要 以 3个瓠瓜栽培种为供试材料， 利用 Ty1-copia 逆转座子逆转录酶保守序列设计简并引物， PCR 扩增获
得 260 bp左右序列条带， 回收产物克隆至 T载体进行测序， 利用生物信息学软件分析获得的 25 条逆转录酶序列。
结果表明， 这些序列长度变化范围为 218~267 bp， 经 DNAStar软件比对同源性在 26.1％~99.6％之间， 存在高度异
质性， 主要表现为缺失突变， 核苷酸序列聚类分析分为 6 个家族， 家族 1 与家族 3 分别占总序列数的 24.0％与
36.0％。 翻译成氨基酸序列后， 分别有 2条与 11条序列发生移码与终止密码子突变。 与已发表物种的相应序列构
建系统发育进化树， 发现瓠瓜 Ty1-copia型逆转座子 RT序列具有一定保守性， 同时也与杨树、 草莓、 马铃薯等有
很近的亲缘关系。 本研究为后续利用逆转座子开发分子标记研究瓠瓜遗传变异及进化途径奠定基础。
关键词 瓠瓜； Ty1-copia 逆转座子； 逆转录酶； 克隆； 序列分析；
中图分类号 S642.9； Q78 文献标识码 A
Cloning and Analysis of Reverse Transcriptase of
Ty1-copia-like Retrotransposons in Bottle Gourd
ZHAO Qin*, XIE Dasen, HE Xiaoming,
JIANG Biao, LUO Shaobo, PENG Qingwu, LI Mingzhu
Vegetable Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural sciences， Guangzhou, Guangdong 510640, China
Abstract A fragment of 260 bp was amplified by PCR from genomic DNA of three bottle gourd materials using
degenerate primers aimed at RT conserved motifs for investigating and understanding genetic relationship,
characteristics and evolution of bottle gourd Ty1 -copia -like retrotransposon families. The PCR products were
cloned to pMD18-T vector and positive clones were identified and sequenced. Twenty fivedifferent sequences were
obtained and analyzed by some bioinformatics softwares like. The result showed that length of these RT sequences
varied from 218 to 267 bp, and sequence similarities ranged from 26.1% to 99.6% by DNAStar alignmet, and high
heterogeneity showed by these sequences were mainly characterized by deletion mutation. Six families were
distinguished after alignment analyses of their nucleotide sequences, family1 and family2 were main members of
bottle gourd retrotransposons and accounted for 24.0% and 36.0% respectively. Eleven and two sequences
presented stop-codon and frame-shift mutations respectively after translated into amino acids. The amino acids
cluster and alignment analyses of these sequences with other reverse transcriptase sequences in GenBank
accessions showed that RT sequences of Ty1-copia-like retrotransposons in bottle gourd were conservative, and
showed high homology with poplar, strawberry and potato. This work offers the basis for developing molecular
markers based on retrotransposons to analyze the genetic variability and research the origin and evolution
pathways of bottle gourd.
Key words Bottle gourd； Ty1-copia-like retrotransposons； Reverse transcriptase； Evolution
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.08.022
第 35 卷热 带 作 物 学 报
M 1 2 3
750
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250
M: DL 2 000 Marker； 1: 绿如意瓠瓜； 2: 大籽葫芦； 3: P1 杂
交瓠瓜。
M: DL 2 000 Marker； 1: Lvruyi； 2: Dazi； 3: P1.
图 1 瓠瓜种质材料中 Ty1-copia 型逆
转座子 RT 序列的 PCR 扩增
Fig. 1 RT sequence amplification of Ty1-copia-like retro
transposon from 3 varities species of bottle gourd
明了。 本研究室通过十几年努力收集了丰富的瓠瓜
资源， 并育成了一些优良品种。 研究瓠瓜种质资
源的地理分化与系统进化， 可为瓠瓜遗传育种提
供依据。 研究报道， 植物逆转座子开发的分子标
记广泛应用于种质鉴定、 图谱构建和系统进化研
究等方面 [8-12]， 为开展瓠瓜种质研究提供了重要技
术。 此外， 瓠瓜花色、 花型与瓜型、 抗病性差异
很大， 但对于这些性状形成机制的研究并不多 。
研究报道逆转座子易受外界因素激活转座导致基
因突变、 基因组扩增及重排等， 造成植物遗传变
异 [13-16]， 在葡萄果皮颜色 [17]和菜豆花色形成 [18]等方
面发挥着至关重要作用， 因此明确逆转座子与瓠
瓜遗传进化及生物学性状之间的关系具有重要意
义。 本研究室曾通过抑制消减技术研究抗感枯萎
病节瓜突变体与病原菌互作机理时， 分离得到与
Ty1-copia多聚蛋白相似性很高的基因片段，推测接
种病菌可能激活了节瓜逆转座子[19]。 因此针对植物
物种， 克隆分析其逆转座子 RT 序列及研究其转录
活性对于植物基因组组成、 进化与基因的表达调控
研究意义重大。
逆转座子是以 RNA 为中间产物在寄主基因组
内不断转座增殖， 影响寄主基因组的大小、 结构、
功能及进化等的转座元件 [20]， 根据 DNA 结构特征
分为长末端重复序列（Long terminal repeat， LTR）
和非长末端重复序列 （Non-long terminal repeat，
non-LTR）两类 ， LTR 类包括 Ty1-copia 和 Ty3-
gypsy 两亚家族， 其中 Ty1-copia 类在植物界研究
报道较多， 且开发出不同的分子标记技术， 已广泛
应用于大麦 [21]、 菜豆 [22]、 豌豆 [23]、 茄子 [24]等多种植
物种质资源及遗传育种研究。 但目前尚未有对瓠瓜
逆转录酶序列克隆分析的报道。
本研究拟克隆瓠瓜 Ty1-copia 类逆转座子逆转
录酶片段， 利用生物信息学软件分析其变化特点及
其与其他不同物种的相似性， 以期为瓠瓜遗传进化
与遗传多样性评价提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
选用的瓠瓜 3 份种质材料（绿如意瓠瓜、 大籽
葫芦、 P1 杂交瓠瓜）均由本研究室保存； 瓠瓜种子
与 2013年 11月播种， 待幼苗长至 2片真叶时用于
实验。
1.2 方法
1.2.1 DNA 的提取及逆转录酶 PCR 扩增 瓠瓜基
因组总 DNA 采用改良 CTAB 法[17]提取， 1％琼脂糖
凝胶电泳及纳米紫外分光光度计检测 DNA 浓度及
纯度， -20℃保存备用。
参考 Yao等 [25] 设计的扩增 Ty1-copia逆转座子
RT序列的引物， 引物序列为 Ty1-F: 5′-ACNGCNTTR
RTNCARGG-3′， Ty1-R: 5′-AYCATYTCYTCNACY
TA-3′， 其中 N=A/T/C/G， R=A/G， Y=T/C； PCR 反
应体系总体积为 25 μL， 包括 DNA 100 ng， 2.5 μL
10 ×Exbuffer （ 含 MgCl2） ， 0.20 mmol/L dNTPs，
1.0 μmol/L 上下游引物 ， 1 U ExTaqDNA 聚合酶
（购自 TaKaRa公司）； 扩增程序为 95℃ 3min； 95℃
1 min， 45 ℃ 1 min， 72 ℃ 1 min， 35 个循环， 最后
72 ℃延伸 10 min。 扩增产物在 1.2％琼脂糖凝胶中
进行电泳分析。
1.2.2 PCR 产物的回收、 克隆及分析 PCR 产物
利用 GeneStar 回收试剂盒纯化 ， 与 pMD18 -T
vector 连接， 转化大肠杆菌 DH5ɑ 感受态细胞， 用
Amp 抗生素和半乳糖苷酶、 底物 X-gal 进行蓝白
斑筛选， 挑取白斑利用 M13 通用引物鉴定阳性克
隆， 阳性克隆菌液送与广州英骏生物技术有限公
司测序。
1.2.3 逆转录酶序列的测定及序列分析 测序序
列 利 用 NCBI vecscreen 程 序 去 除 载 体 部 分 ，
DNAstar 对 RT 序列长度、 碱基组成、 G+C 含量等
进行分析， 结合 GenBank 报道的其他物种序列，
进行同源比对与系统发育进化树分析。
2 结果与分析
2.1 瓠瓜 Tyl-copia逆转座子 RT序列的分离
利用简并引物在瓠瓜 3 份种质中均扩增得到
Tyl-copia RT 基因序列， 长度约为 260 bp（图 1），
说明该类逆转座子在瓠瓜中普遍存在。
bp
1578- -
第 8 期
序列编号 大小 AT/GC比率 A数目 C数目 G数目 T数目
LsRt1 261 53.64/46.36（1.16） 49 48 73 91
LsRt2 267 63.30/36.70（1.72） 90 38 60 79
LsRt3 266 63.91/36.09（1.77） 89 36 60 81
LsRt4 267 62.55/37.45（1.67） 79 48 52 88
LsRt5 264 65.33/34.47（1.90） 89 39 52 84
LsRt6 263 53.61/46.39（1.16） 54 71 51 87
LsRt7 266 61.28/38.72（1.58） 86 38 65 77
LsRt8 263 53.99/46.01（1.17） 54 69 52 88
LsRt9 263 55.13/44.87（1.23） 65 73 45 80
LsRt10 266 61.65/38.35（1.61） 66 36 66 78
LsRt11 266 64.29/35.71（1.80） 87 32 63 84
LsRt12 266 63.53/36.47（1.74） 87 34 63 82
LsRt13 266 65.04/34.96（1.86） 86 42 51 87
LsRt14 266 62.78/37.22（1.69） 86 35 64 81
LsRt15 266 61.28/38.72（1.58） 77 41 62 86
LsRt16 266 62.41/37.59(1.66） 86 35 65 80
LsRt17 266 62.78/37.22(1.69） 86 35 64 81
LsRt18 266 60.09/39.10(1.54） 77 41 63 65
LsRt19 266 65.41/34.59(1.89） 87 41 51 87
LsRt20 258 53.10/46.90(1.13） 57 49 72 80
LsRt21 266 61.28/38.72(1.58） 77 42 61 86
LsRt22 218 59.63/40.37(1.48） 71 41 47 59
LsRt23 266 61.28/38.72(1.58） 83 37 66 80
LsRt24 266 60.90/39.10(1.56） 81 48 56 81
LsRt25 218 61.01/38.99(1.56） 70 38 47 63
表 1 瓠瓜中 Ty1-copia 类逆转座子 RT 序列的组成
Table 1 Base composition of reverse transcriptase in bottle gourd
30 个测序克隆经同源搜索发现， 28 条序列含
有 RT 保守域， 与其它物种 Tyl-copia RT 序列具有
较高同源性， 说明本研究克隆到了瓠瓜 Tyl-copia
逆转座子 RT 序列。 去掉 3 个重复序列后， 依次命
名为 LsRt1～25（表 1）。
2.2 瓠瓜 Tyl-copia逆转座子 RT序列同源性分析
DNAStar 软件分析表明， 25 条 RT 序列长度并
不完全一致 ， 变化范围为 218～267 bp， LsRt2 与
LsRt4 序列最长为 267 bp， LsRt22 与 LsRt25 最短
为 218 bp， 多数序列长度为 266 bp（表 1 与图 2）；
本研究的 25 条 RT 序列长度均少于前人报道的
273 bp[26]， 都有不同程度的缺失 （6～55 bp 之间），
说明缺失突变是造成瓠瓜 RT 序列长度变化的主要
原因。 碱基分析发现， 所有序列富含碱基 AT， A、
T、 C、 G 变化范围分别为 49～89、 59～91、 35～73
和 47～73 bp， AT 与 GC 比例为 1.13～1.90。 由表 2
可以看出， 瓠瓜 RT序列间同源性在 26.1％～99.6％
之 间 ， 其 中 LsRt15 与 LsRt18 同 源 率 最 高 为
99.6％， LsRt5 与 LsRt20 同源率最低为 26.1％（表
2）。 由此可见， 同一简并引物扩增所得的逆转座子
RT 序列并不一致， 在序列长度、 碱基变化及序列
同源性等方面存在较大差异， 表明同一种质内同一
类群逆转座子存在高度异质性。
2.3 瓠瓜 Tyl-copia 逆转座子 RT序列聚类分析
25 条 RT 序列构建系统发育进化树（图 3）， 分
析发现， 25条 RT序列根据遗传距离分成 6 个家族
（family 1~6）， 每组代表由同一祖先而来或亲缘关
系较近的遗传家系。 其中 family 4 与 family 5 均分
别只包含一个序列 LsRt4 与 LsRt2， 与其它家族的
遗传距离较远 ， 单独列为一族 ， family 1~3 与
family 6 分别包括 6、 4、 9 和 4 个序列， family 1
与 family 3 家 族分别占 克隆总数的 24.0％与
36.0％， 说明这 2 个家族是克隆获得的瓠瓜逆转座
子 RT 序列的主要成分； 家族 1 包含的 6 条 RT 序
赵 芹等： 瓠瓜 Ty1-copia型逆转座子 RT基因的分离与序列分析 1579- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
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—
25
.4
25
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.0
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43
.1
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.6
43
.6
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.6
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.1
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.4
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38
.2
41
.7
97
.2
43
.1
43
.6
—
表
2
瓠
瓜
中
逆
转
录
酶
的
核
苷
酸
序
列
（左
下
方
)与
氨
基
酸
序
列
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性
（右
上
方
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析
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1580- -
第 8 期
图 2 瓠瓜 Tyl-copia 逆转座子 RT 序列比对分析（“-” 为优化联配而产生的缺口）
Fig. 2 The nucleotide sequence alignment of RT in bottle gourd（“-” Gaps introduced for optimal alignment）
列同源性在 66.2％～99.6％之间， 核苷酸序列长度
比较一致， 同时表现出一定程度的缺失突变、 碱基
替换及点突变导致的差异性； 家族 1可分为 2个亚
家族， 均含有 3 个 RT 序列， 亚家族同源性分别在
66.9％～98.9％与 66.2％～99.6％之间， 其中 LsRt15
与 LsRt18 同源性达 99.6％， 这可能是两个家族在
进化过程中是由一类逆转座子发生突变等造成的。
家族 2 也分为 2 个亚家族 ， 分别含有 LsRt6 与
LsRt9 以及 LsRt22 与 LsRt25， 4 条序列相似性在
40.8％～97.2％之间， 同样表现缺失突变、 碱基替
换与点突变。 家族 3 的 8 条与家族 6 的 4 条 RT 序
列同源性分别在 61.2％～98.1％与 44.5％～58.5％之
间。 由此可见， 碱基替换、 点突变或缺失突变都可
能是同一家族逆转座子产生多拷贝群的原因。 同时
在不同家族包含克隆数的差异， 反映了各家族转座
子转座过程的差异， 其中包含克隆数愈多的家族历
史愈久远。
2.4 瓠瓜 Tyl-copia逆转座子逆转录酶的氨基酸序
列分析
参照 Ty1-copia 逆转座子 RT 氨基酸保守序列，
将 25 条序列翻译成氨基酸序列 ， 发现 2 条序列
LsRt1（第 34 个氨基酸） 与 LsRt7（第 41 个氨基酸）
发生移码突变； 进一步分析表明， 有 11 条序列发
生不同程度的终止密码子突变， 其中 LsRt20 分别
在第 32、 39、 48、 60与 82氨基酸处存在 5个终止
密码子突变， LsRt22（第 12、 36、 59 与 63 个氨基
酸）与 LsRt25（第 11、 36、 59 与 63 个氨基酸处 ）
存在 4 个终止密码子突变； LsRt5 与 LsRt12 均在
21、 46 氨基酸处发生 2 个终止密码子突变 ， 而
LsRt1～4（第 60、 44、 44、 45氨基酸）、 LsRt6（第 46
氨基酸）、 LsRt8（第44氨基酸）均有 1 个终止密码子
突变； 有 15 条序列存在转录活性， 包括 LsRt9～
11、 LsRt13～19、 LsRt21 与 LsRt23～24， 占 52.0％，
所以移框突变和终止密码子突变可能是逆转座子发
生突变与不能表达， 导致逆转座子异质性的重要原
因（图 4）。
经 DNAStar 软件 Clustal W 同源比对 ， 25 条
RT 氨基酸序列同源率为 17.5％～100％（表 2）。 从
核苷酸序列遗传距离来看 ， 亲缘关系最近的是
LsRt15和 LsRt18（99.6％）， 其氨基酸序列相似性为
100.0％ ； 而核苷酸序列相似性最低的 LsRt5 与
LsRt20（26.1％）， 其氨基酸序列相似性并非最低
（ 29.3％ ）， 最 低 的 是 LsRt7 和 LsRt20， 仅 为
17.5％， 这主要是由于密码子的简并性造成的， 这
也充分说明同一来源的逆转座子异质性较高。 对各
家族中亲缘关系最近与最远的 RT 序列进行分析发
现， famlily1 中 LsRt15 与 LsRt18、 LsRt21 与LsRt24
氨基酸序列相似性分别为 100.0％与 63.6％ ；
famlily 2 中 LsRt22 与 LsRt25、 LsRt9 与 LsRt25 相
似性分别为 98.6％与 22.9％； family 3 中 LsRt5 与
LsRt12、 LsRt5 与 LsRt20 相似性分别为 98.9％与
29.3％ ； family 6 中 LsRt3 与 LsRt7、 LsRt1 与
LsRt7 相似性分别为 39.5％与 26.2％； 各家族所包
含的克隆数越多， 序列相似性越高， 发生转座的时
赵 芹等： 瓠瓜 Ty1-copia型逆转座子 RT基因的分离与序列分析 1581- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
间越近 ， 具有转座活性的可能性亦越大 。 因此
family1 与 family3 可能是存在具有转座活性的逆转
座子家族， 氨基酸序列翻译也证实了此结论， 这 2
个家族包含 10个具有转录活性的逆转座子。
2.5 瓠瓜 Tyl-copia 逆转座子 RT 序列系统进化树
分析
将瓠瓜 Tyl-copia 逆转座子 25 条 RT 序列进行
同源搜索， 并与 GenBank 登录的 33 份不同植物相
应序列进行比对， 构建系统发育进化树（图 5）。 结果分
析表明， 来源瓠瓜的 25条 RT序列比较复杂， 与杨树、
草莓、 梅、 马铃薯、 可可、 茶树、 番茄、 枣、 矮牵牛等
有较高同源性； 它们在聚类图中主要分为 5组， 10条瓠
瓜RT序列与泻根（Bryonia cretica， CAH25548）、 西洋
参（Panax quinquefolius， ABU94811）、 野茶树（Camellia
sinensis， CAJ09751） 、 缘 毛 杨 （Populus ciliata，
AAT73707） 等 32 份植物序列同源性较高， 划分在
图 3 瓠瓜 Tyl-copia 逆转座子 RT 序列聚类分析
Fig. 3 The cluster results of reverse transcriptase of Tyl-copia retrotransposons of bottle gourd
Family1
Family2
Family3
Family4
Family5
Family6
117.4
100 80 60 40 20 0
.终止密码子； “-” 为优化联配而产生的缺口;下划线的氨基酸为移框翻译的位点。
. Stop code； “-” Gaps introduced for optimal alignment; Frame shift mutations are underline.
图 4 瓠瓜中逆转录酶氨基酸序列比较
Fig. 4 The amino sequence alignment of reverse transcriptanse in bottle gourd
1582- -
第 8 期
3 讨论与结论
瓠瓜在中国栽培历史悠久， 在长江以南地区广
泛种植， 经济价值巨大， 类型品种十分丰富， 因此
对瓠瓜种质资源评价对其系统演化与品种培育改良
具有重要意义。 前人曾利用 RAPD、 ISSR 等分子
标记对瓠瓜种质遗传多样性进行初步分析 [5-7]， 但
不同分子标记方法各有其特异性与优势弊端 [27]。 利
用克隆的逆转座子 RT 序列开发分子标记为瓠瓜遗
传多样性分析提供了新的视野。 本研究利用 Ty1-
copia 逆转座子 RT 序列简并引物进行 PCR 扩增，
首次从 3 份瓠瓜种质中扩增得到目的片段， 说明
Ty1-copia类逆转座子在瓠瓜中广泛存在。
逆转录转座子是植物基因组的重要组成部分，
是影响基因组结构与进化的重要成分[28]。 本研究扩
增得到瓠瓜 25 条 Ty1-copia 逆转座子 RT 序列， 表
现很高的异质性， 与其他作物如黄瓜、 辣椒及苹果
和火龙果等 RT 序列表现类似 [29-33]。 由于逆转座子
以自身携带的无校对功能的逆转录酶产生 RNA 中
间产物进行增殖， 碱基错配率较高， 且在长期进化
过程中逆转座子的同源序列重组与生物体防御之间
的互作关系， 造成了逆转座子的高度异质性群体[34]。
本研究中瓠瓜 25 条 RT 序列长度在 218～267 bp 之
间， 均小于前人报道的 273 bp[25]， 长度相差 49 bp，
小于苹果 50 bp， 但大于辣椒 47 bp以及黄瓜 17 bp；
此外有 10条序列存在不同程度终止密码子突变， 2
条序列存在移码突变。 因此缺失突变、 移码突变
153.1
140 120 100 80 60 40 20 0
图 5 瓠瓜 Ty1-copia类逆转座子逆转录酶与其他植物 RT 氨基酸序列系统进化树
Fig. 5 Phylogenetic tree of amino sequences of partial reverse transcriptase of
Ty1-copia-like retrotransposon in bottle gourd and other accessions

group1
第 1 组； 9 份瓠瓜 RT 序列与 1 份玉米（Zea may，
AAK84853)RT 序列亲缘关系较为密切， 形成第 2
组； 第 1～2 组约占瓠瓜克隆 RT 序列总数的 76％，
表明瓠瓜逆转座子 RT 序列具一定保守性； 第 3 组
仅包括 1 条瓠瓜 RT 序列 LsRt1， 与第 1～2 组遗传
距离较远 ； 瓠瓜序列 LsRt22 与 LsRt25 形成第 4
组， 与其它组遗传距离较远； 而 LsRt20 与其他植
物亲缘关系最远， 单独为一分支， 为第 5 组， 这 4
条瓠瓜 RT 序列单独列为 3 组， 说明瓠瓜逆转座子
RT 序列具有较高异质性与遗传变异率。 逆转座子
在植物界广泛分布， 作为基因组的组成成分之一，
在世代间不仅可以纵向传递， 还可以横向传递， 上述
分析表明不同物种中存在着起源相同或相近的逆转座
子， 不同种属间有时存在比种属内同源性更高的逆转
座子。 由此可见， 在瓠瓜进化史中与上述物种的
Tyl-copia逆转座子 RT序列间存在横向传递现象。
赵 芹等： 瓠瓜 Ty1-copia型逆转座子 RT基因的分离与序列分析 1583- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
与终止密码子突变是造成瓠瓜逆转座子异质性的
主要原因， 与黄瓜、 辣椒及苹果等作物研究结果一
致[29-33]。 这些都表明瓠瓜基因组内 Ty1-copia 逆转
座子是一类较古老的元件， 在转座及世代传递过程
中不断积累突变才具有了今天的多样性。
正常的生长发育过程中， 植物体内的逆转座子
通常处于静止状态， 而在受到生物和非生物胁迫
后， 转录活性将被激活。 生物因素包括各种病原物
侵染以及病原物提取物接种等[22]； 非生物因素包括
原生质体分离 [35]、 组织细胞培养 [36]、 机械作用、 茉
莉酸、 水杨酸、 高盐胁迫 [37]等。 LTR 逆转座子转
录活性在植物受到生物胁迫后被激活 [21-22]， 具有
转座活性的 Ty1-copia 类逆转座子能诱导体细胞
变异 [38-41]。 对瓠瓜 25 条逆转座子 RT 序列分析发
现， 多数序列存在碱基缺失与终止密码子突变， 具
有转录活性 15 条序列不存在终止密码子。 因此推
测瓠瓜种质因外部因素激活了逆转座子， 插入位点
发生突变的逆转座子， 以无活性形式存在于基因组
中， 而活性转座子可能在其它胁迫下发生遗传学效
应。 下一步研究中， 将试图在上述条件下处理瓠瓜
材料研究逆转座子的转座活性或进一步发掘瓠瓜各
性状变异与逆转座子的关系， 将对基因组组成、 进
化及优良基因的发掘具有重要意义。
逆转座子不仅可进行世代纵向传递， 还可进行
物种间横向传递[42]。 一些物种的逆转座子只能在所
处的种属间或多个物种间检测到， 可以推测逆转座
子的起源、 物种的形成及逆转座子与物种间的相互
关系[43]。 前人研究表明同一植物类型的逆转座子保
守性较强， 同一植物内的同一类型逆转座子序列变
异较大， 有时这种异质性种内差异大于种属间 [26]。
随机克隆的 25条瓠瓜 RT 序列中， LsRt7 与 LsRt20
的一致性只有 17.5％， 而与杨树、 草莓、 马铃薯、
可可等甚至具有更高相似性， 其中 LsRt10 与杨树
(Populus ciliata， AAT73707)一致性高达 89％， 说
明这些物种的 Tyl-copia 逆转座子可能具有相同起
源， 这可能是不同物种间逆转座子横向传递的结
果， 进一步说明了生物界有共同的起源。 其异质性
是后来伴随寄主基因组的进化逐渐积累的， 同时也
表明不同物种采取的进化途径有着高度一致性。 逆
转座子散布在基因组中成为进化的种子， 与植物
进化关系密切 [43]。 瓠瓜 25 条 RT 序列的系统聚类
分析分为 6 个家族， 不同家族里含有的反转录酶
序列数量不同， 反映了不同家族逆转座子的转录
过程存在差异， 其存在的历史地位也可能不同 ，
对瓠瓜基因组进化作用也可能各异。 由于RT 序列
无明显变异规律， 用于开发分子标记研究种质多
态性是合适的， 系统进化关系需进一步求证或结
合其他方法研究。
本研究首次从 3 个瓠瓜种质中成功克隆了
Ty1-copia 逆转座子 RT 基因序列， 这不仅为进一
步从瓠瓜基因组中分离各类型的逆转座子提供依
据， 且对探讨转座活性特征及开发分子标记评价瓠
瓜遗传多样性、 研究起源进化途径奠定基础。
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责任编辑： 凌青根
赵 芹等： 瓠瓜 Ty1-copia 型逆转座子 RT基因的分离与序列分析 1585- -