全 文 ：第 51 卷 第 5 期
2 0 1 5 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 5
May，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150515
收稿日期: 2014 － 09 － 01; 修回日期: 2015 － 01 － 19。
基金项目: 国家自然科学基金项目“毛竹活性 MITE 的分离及与宿主基因表达调控网络互作机制解析”(31270645) ; 国家自然科学基金项
目“毛竹 LTＲ 反转录转座子转座调控机理及对宿主生物多样性的影响”(31470615) ; 浙江自然科学基金杰出青年项目“竹亚科 LTＲ 反转录座
子的分布和增殖模式及对宿主基因组进化影响”(LＲ12C16001) ; 浙江自然科学基金项目“Mariner-like 转座酶的人工定向进化”(Y3100239) ;
浙江省重大科技专项“雷竹等中小径散生笋用竹新品种选育及推广”(2012C12908-2)。
* 周明兵为通讯作者。
毛竹微型颠倒重复序列转座子 PhTourist1 的
克隆与分析*
胡 慧 周明兵 杨 萍 汤定钦
(浙江农林大学 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地 临安 311300)
摘 要: 【目的】微型颠倒重复序列(MITE)是 DNA 转座子中一类依赖自主转座子提供的转座酶进行转座的非
自主转座子。以毛竹中与水稻 mPing 同源的 MITE———PhTourist1 为例，研究 PhTourist1 的结构特点和转座特性，并
分析 PhTourist1 的转座对其附近基因表达的影响，进而了解转座子对毛竹基因组多态性形成和基因表达调控的作
用。【方法】利用 MEGA5. 1，DNAStar，WebLogo 3-Create 等软件对 PhTourist1 的末端反向重复序列(TIＲ)、靶位点重
复序列(TSD)、插入位点序列偏好性等进行系统的研究和分析，并计算 PhTourist1 在毛竹基因组中的插入时间和分
布情况。通过 PCＲ 手段确认 PhTourist1 在来自同一母本的 24 株毛竹实生苗基因组中的所有位置并验证是否存在
插入多态性。针对其中发生转座的 PhTourist1-3，通过 ＲTFQ PCＲ ( real-time fluorescence quantitative PCＲ)分析
PhTourist1-3 存在与否对其下游基因表达量的影响。【结果】共得到 30 个 PhTourist1，通过生物信息学技术与手段
确定得到的 PhTourist1 的 TIＲ(GGCCAGTCTCAATG)、TSD(TWA)及插入偏好性序列((C /T) T(C /A) T( T /A)A(G /
T)A( A /C)) 与已报道的 Tourist-like MITE 的特点吻合。通过对 PhTourist1 的插入时间与分布分析了解到
PhTourist1 在毛竹基因组中的插入时间相对集中，且 PhTourist1 偏好插在基因附近。对毛竹基因组中 30 个
PhTourist1 的验证确认了每个位置的正确性，并发现 PhTourist1-3 存在插入多态性。且 PhToutist1-3 的切除为完整
切除，与 mPing 的特性一致。利用 ＲTFQ PCＲ 对 PhTourist1-3 下游基因 PH01000402G0860 表达量的分析结果表明
PhTourist1-3 转座后 PH01000402G0860 的表达量比其转座前增加了 8. 04 倍。【结论】本研究鉴定到的与 mPing 高
度同源的转座子 PhTourist1，其中 PhTourist1-3 在毛竹基因组中可以发生转座，是首次在毛竹基因组中发现的有活
性的 Tourist-like MITE，且 PhTourist1-3 的转座对宿主基因表达产生显著的影响。这些结果表明，作为毛竹基因组重
要组成部分的转座子可以通过自身转座参与宿主基因组多态性的形成，调节宿主基因表达，进而参与毛竹生长发
育的调控。
关键词: 毛竹; Tourist-MITE; mPing; 转座; 基因表达
中图分类号: S718. 46 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)05 － 0127 － 08
Cloning and Analysis of Miniature Inverted Ｒepeat Transposable
Elements PhTourist1 from Phyllostachys edulis
Hu Hui Zhou Mingbing Yang Ping Tang Dingqin
(The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture Zhejiang A ＆ F University Lin’an 311300)
Abstract: 【Objective】Miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs)，some of which are known as active
non-autonomous DNA transposons，can jump by transposases encoded by the autonomous DNA transposons． It has been
reported that the transposition of MITE influences the expression of host’s genes． In order to study the structural
characteristics and transposition characteristics of MITE，and to analyze the impact of the transposition of MITE on
expression of its near genes in Phyllostachys edulis genome，the Tourist-like MITE PhTourist1 which was homologous with
mPing from rice was chosen to analyze the role of transposons in genome polymorphism formation and gene expression
regulation in P． edulis． 【Method】TIＲ ( terminal inverted repeat) and TSD ( target site duplication) of PhTourist1 were
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identified and the insert preference of PhTourist1 was investigated using software of MEGA5. 1，DNAStar and WebLogo 3-
Create． Then the insertion time and distribution of PhTourist1 in the P． edulis genome were calculated． PhTourist1
insertion sites in the P． edulis genome were tested by PCＲ in the 24 seedlings to test their insert polymorphisms． With the
real-time fluorescence quantitative PCＲ (ＲTFQ PCＲ) technique，the expression level of gene downstream PhTourist1-3
was analyzed with PhTourist1-3 exists or not． 【Ｒesult】30 copies of PhTourist1 were discovered． Their TIＲ
(GGCCAGTCTCAATG)，TSD ( TWA) and insert preference sequence (( C /T) T ( C /A) T ( T /A) A ( G /T) A ( A /C))
identified with bioinformatics tools were consistent with previous reports． The insert time of PhTourist1 in P． edulis genome
was relatively concentrated． PhTourist1 also preferentially inserts near genes． Each of the insertion sites of PhTourist1 was
verified correct，while only PhTourist1-3 has insert polymorphism among the 30 copies． There was no footprint at the
excision site of PhTourist1-3 which was in cosistence with mPing． The analysis by ＲTFQ PCＲ of the expression level of a
downstream gene PH01000402G0860 of PhTourist1-3 revealed an increase by 8. 04 times with the missing of PhTourist1-3
than the existing of PhTourist1-3． 【Conclusion】PhTourist1-3，one of the identified PhTourist1 homology with mPing in
the study，could jump in the genome of P． edulis． It was the first active Tourist-like MITE discovered in P． edulis and had
significant influence on expression of its downstream genes． The results showed that transposons as an important part of P．
edulis genome could participate in the formation of gene polymorphism，regulate the gene expression and involve in the
regulatory of host growth and development．
Key words: Phyllostachys edulis; Tourist-MITE; mPing; transposition; gene expression
转座子( transposable elements，TEs)是广泛存在
于真 核 生 物 中 的 一 类 可 以 移 动 的 DNA 片 段
(Feschotte et al．，2002)，最早由 McClintock 在玉米
(Zea mays)中发现(McClintock，1951)。转座子根
据转座机制可分为Ⅰ、Ⅱ2 类，类型Ⅰ转座子又叫反
转录转座子 ( retro-transposons)，以 ＲNA 为中间媒
介，遵循“复制 －粘贴”的转座方式; 类型Ⅱ转座子
又叫 DNA 转座子(DNA transposons)，通过 DNA 中
间体进行转座，遵循“剪切 － 粘贴”的转座方式
(Shirasawa et al．，2012)。根据转座自主性又可把
DNA 转 座 子 分 为 自 主 转 座 子 ( autonomous
elements)、非自主转座子( non-autonomous elements)
和微 型 颠 倒 重 复 序 列 ( miniature inverted repeat
transposable elements，MITEs) 3 类。自主转座子自
身可编码转座酶等产物，催化自身发生转座;非自主
转座子是自主转座子发生部分缺失的产物，自身不
具备编码转座酶的功能，在相应自主转座子提供转
座酶的情况下可以发生转座 ( Shirasawa et al．，
2012)。
MITEs 是一类类似非自主转座子但比非自主转
座子短的转座子，长度为 100 ～ 800 bp，不编码转座
酶，有短末端反向重复序列 ( short terminal inverted
repeat，sTIＲ ) 和 靶 位 点 重 复 序 列 ( target site
duplication，TSD)，高 A /T 含量，多拷贝 ( 1 000 ～
15 000)，易形成二级结构，偏好插在基因内部或基
因附近 (Kidwell et al．，1997)。根据其 TIＲ 和 TSD
的不同分为不同家族，在植物中存在最多的是
Stowaway-like MITE ( 2 bp TSD，TA ) 和 Tourist-like
MITE ( 3 bp TSD，TWA ) 两大家族。 Stowaway-like
MITE 与 Tc1 /mariner 超家族转座子在 TIＲ 和 TSD
上的 同 源 性 很 高，Stowaway-like MITE 在 Tc1 /
mariner 超家族自主转座子编码的转座酶催化下可
以发生转座 ( Feschotte et al．，2000 ); Tourist-like
MITE 与 PIF /Harbinger 超家族在 TIＲ 和 TSD 上的同
源性很高，Tourist-like MITE 在 PIF /Harbinger 超家
族自主转座子编码的转座酶催化下可以发生转座
(Yang et al．，2007)。
第 1 个被证明有活性的 MITE 是 mPing，mPing
来源于水稻(Oryza sativa)基因组( Jiang et al．，2003;
Kikuchi et al．，2003; Nakazaki et al．，2003 )，属于
Tourist-like MITE，其长度为 430 bp，有 15 bp 的 TIＲ
( GGCCAGTCACAATGG )、3 bp 的 TSD ( TTA 或
TAA)。mPing 偏好插在基因附近或基因内部(Naito
et al．，2009)，在水稻和拟南芥(Arabidopsis thaliana)
中的插入偏好序列为 YTMTWAKAＲ ( Yang et al．，
2007; Naito et al．，2006)。mPing 在基因组中的跳
跃还具有 2 个特性: 1)很少留下转座足迹，例如在
酵母 基 因 组 转 座 时，99% 的 切 除 为 精 确 切 除
(Hancock et al．，2010)，在拟南芥基因组转座时，
82%的切除为精确切除(Yang et al．，2007); 2)偏好
插入基因附近且不会插在自己原来所处位置附近
(Hancock et al．，2011)。这些特性使 mPing 在用作
基因标签方面优于之前常见的 Ac /Ds 系统和 Tn1，
已成功应用于大豆(Glycine max)、水稻基因组功能
821
第 5 期 胡 慧等: 毛竹微型颠倒重复序列转座子 PhTourist1 的克隆与分析
基因的鉴定与分析(Hancock et al．，2011)。
毛竹(Phyllostachys edulis)为散生竹，是我国经
济价值最高的竹种，占全国竹林面积的 2 /3 以上
(江泽慧，2002)，且变异丰富(钟浩等，2010)。毛
竹为典型的二倍体，其基因组草图由国际竹藤中心、
中国林业科学研究院林业研究所等机构学者于
2013 年 2 月公布(Peng et al．，2013)。
本研究根据已知的 mPing 的特点在毛竹基因
组中寻找与 mPing 同源的 Tourist-like MITE，系统分
析了该类型 Tourist-like MITE 的结构特点及在基因
组中的插入特性，研究它们在毛竹生长发育过程中
的转座情况，及对宿主基因表达丰度的影响。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂 所用的 24 株毛竹实生苗由广西
灵川同一株开花毛竹的种子繁育，于温室中培养，依
次编号为 1，2，3，…，24。取生长 3 个月的新鲜叶片
用作试验。
所用克隆受体菌为大肠杆菌(Escherichia coli)
DH5α，为本实验室保存。DNeasy Plant Mini Kit 和
ＲNeasy Mini Kit 购自 QIAGEN，克隆载体 pMD18-T，
Ex Taq Polymerase，Prime ScriptTM ＲT Master Mix 和
SYBＲ Premix Ex Taq Ⅱ(Tli ＲNaseH Plus)均购自
Takara。
1. 2 试验方法 1) 毛竹基因组中 mPing-like MITE
的鉴定和结构特征分析 根据水稻 mPing 的 TSD
和 TIＲ 保守序列 ( TA /TggccagtcacaatggA) ( Jiang et
al．，2003)，利用 transpo 软件(Santiago et al．，2002)，
在 TIＲ 序列上允许错配碱基为 2 个，检索目标序列
长度设置为 100 ～ 800 bp，其他为默认参数，在毛竹
基因组中检索与 mPing 在 TIＲ，TSD 序列上同源性
高的 MITE。
利用 MEGA5. 1 中 MUSCLE 程序中的 neighbor
joining 算法分析得到的 mPing-like MITE 序列之间
的同源性，将其中碱基完全一致的序列分为一类，共
17 类，每类选出 1 条共 17 条和 mPing 一起用
DNAStar 软件进行同源比对，同时得到 mPing-like
MITE 的一致序列。
根据得到的 mPing-like MITE 在毛竹 scafold 中
的位置提取这些 mPing-like MITE 的两侧侧翼序列，
利用 MEGA5. 1 中 MUSCLE 程 序 中 的 neighbor
joining 算法分析其 TSD 同源性及插入偏好性，用
WebLogo 3-Create 在 线 软 件 ( http: ∥ weblogo．
threeplusone． com / create． cgi)作图。
2) mPing-like MITE 的插入时间分析 在 1)中
获得了 mPing-like MITE 的一致序列，用 Clustal W
对每个 序 列和 一致 序列 进行 比 对，然 后 利 用
Kimura2 参数模型计算每个成员与一致序列之间的
核苷酸替换情况( k)，依据公式 T = k /(2r)计算每个
mPing-like MITE 的插入时间，式中，r 为核苷酸每年
每个位点的替换率(1. 56 × 10 － 8，Han et al．，2010)。
3) mPing-like MITE 转座活性分析 根据
mPing-like MITE 的侧翼序列分别设计引物，以验证
这些 mPing-like MITE 在基因组中的位置(引物信息
见表 1)，反应体系如下: 0. 2 μL Ex Taq Polymerase
(5 U·μL － 1 )，0. 8 μL primer-5 (10 μmol·L － 1 )，0. 8
μL primer-3 ( 10 μmol·L － 1 )，2 μL 10 × Ex Taq
Buffer，1. 6 μL dNTP mix (2. 5 mmol·L － 1 )，100 ng
DNA，加无菌水补齐 20 μL。反应条件为: 预变性
94 ℃ 5 min; 变性 94 ℃ 30 s，退火 50 ℃ 30 s(根据
引物选择合适的退火温度)，延伸 72 ℃ 30 s，35 个
循环;72 ℃ 2 min，4 ℃ 10 min。
PCＲ 产 物 琼脂 糖 电 泳，割 胶 回 收，连 接 到
pMD18-T 载体上送测序。
4) mPing-like MITE 下游基因表达丰度分析
选取基因组中同一个位点 2 条染色体上皆未发生缺
失的 6，11，15 号植株和 2 条染色体上皆发生缺失的
8，13，20 号植株的叶片为材料，分别提取其 ＲNA，
反转录成 cDNA，通过荧光定量 PCＲ ( real-time
fluorescence quantitative PCＲ，ＲTFQ PCＲ)分析其下
游基因的表达丰度(反应体系及程序依据说明书)，
引物信息见表 1。
2 结果与分析
2. 1 mPing-like MITE 的鉴定 通过 transpo 得到
30 个 mPing-like MITEs，同源比对发现其相似度高
达 99%，可以确定它们来自于同一个祖先，命名为
PhTourist1，每一条分别命名为 PhTourist1-#( #:1 －
30)。
将序列完全一致的 PhTourist1 分为一类，共 17
类，每一类选出 1 条，17 条序列与 mPing 同源比对
的 结 果 显 示 PhTourist1 拥 有 共 同 的 序 列 为
GGCCAGTCTCAATG 的 14 bp 的 TIＲ，比 mPing 的
TIＲ(GGCCAGTCACAATGG)少 1 bp，且内部有 1 个
碱基的不同，PhTourist1 为 T，mPing 为 A。17 条序
列与 mPing 相比还存在 3 处明显的片段缺失，其余
位置的比对发现 PhTourist1 与 mPing 在 5端的同源
性高于 3 端，平均相似度在 68% ～ 69% 之间
(图 1)。
921
林 业 科 学 51 卷
表 1 引物序列①
Tab． 1 The sequences of primers
引物名称
Name of primer
引物序列
Sequence of primer(5—3)
引物名称
Name of primer
引物序列
Sequence of primer(5—3)
PhTourist1-1-5 * AGGTCAAAGGCAGCGGCTAA PhTourist1-17-5 * TTATTAGGGTGCTACATCA
PhTourist1-1-3 * AACTATCTCCCGCCGTCCC PhTourist1-17-3 * AGTTTCATCTCCCAGTTT
PhTourist1-2-5 * GCTTACGCTTCGGGTTGC PhTourist1-18-5 * ATCTCGCCATTCACCTCG
PhTourist1-2-3 * TTGGTGGCGATGGATACG PhTourist1-18-3 * GTGCGTAGTTCCTTCCTG
PhTourist1-3-5 * CAATGTTCTGTCTTTGGCTGAG PhTourist1-19-5 * TGCTGCGAAACGCCAAGA
PhTourist1-3-3 * CGCTGTTCGTCCGTCAAG PhTourist1-19-3 * TTATTAGGGTGCTACATCA
PhTourist1-4-5 * TTTTCAGAATAAAGGGAGTC PhTourist1-20-5 * AGGATAGATTGCGGTGTT
PhTourist1-4-3 * AATACATTGAGCCCGATA PhTourist1-20-3 * GCAGAATAAAGGCACAAC
PhTourist1-5-5 * ATTTATTAGGGTGCTACATCAG PhTourist1-21-5 * TTTACAGGAGACGGAGCAA
PhTourist1-5-3 * AAGTTTCATCTCCCAGTTT PhTourist1-21-3 * TCGGGTTCTTCAAGGACAAG
PhTourist1-6-5 * TATCTGTGCTCCCTTTGC PhTourist1-22-5 * GTTTCATCTCCCAGTTTC
PhTourist1-6-3 * AATGCCGTGGTCGCTCTT PhTourist1-22-3 * TTATTAGGGTGCTACATCA
PhTourist1-7-5 * TTCATCACAGCACCATAC PhTourist1-23-5 * AAGTCATGCCACGTAAAT
PhTourist1-7-3 * GATAGCCAGTTCTTGTCC PhTourist1-23-3 * GCCCGATCTAGCAGTATG
PhTourist1-8-5 * TTATTAGGGTGCTACATCA PhTourist1-24-5 * GTTTCATCTCCCAGTTTCC
PhTourist1-8-3 * AAGTTTCATCTCCCAGTT PhTourist1-24-3 * TTTATTAGGGTGCTACATCA
PhTourist1-9-5 * TTATTAGGGTGCTACATCA PhTourist1-25-5 * TCTGAGCCAGTTCTTTAC
PhTourist1-9-3 * AAGTTTCATCTCCCAGTT PhTourist1-25-3 * TTCATCACAGCACCATAC
PhTourist1-10-5 * AGGTCCTTGTGCCTCCGTAA PhTourist1-26-5 * GTTTCATCTCCCAGTTTC
PhTourist1-10-3 * TTGCCACGCCTCCACCAT PhTourist1-26-3 * AATAATCACCGCCATCTA
PhTourist1-11-5 * GTGATTGGAGAATAGGGATG PhTourist1-27-5 * ACTCAAATCTCCTCGTCG
PhTourist1-11-3 * TTCCACCTTCAACTTACTCTTA PhTourist1-27-3 * TTATTAGGGTGCTACATCA
PhTourist1-12-5 * GTCTCAATGGAGGTTTCA PhTourist1-28-5 * GATTCGGTGTCGTAACTC
PhTourist1-12-3 * GGAGTTGGGTTGCGTTAG PhTourist1-28-3 * ATGCGATGTGAATAGTAAAG
PhTourist1-13-5 * CGACTCAACAACCCGTAT PhTourist1-29-5 * AGACGCATAGCAGTAGGT
PhTourist1-13-3 * TTCATCTCCCAGTTTCCA PhTourist1-29-3 * GGATTGGATAGCGATAAG
PhTourist1-14-5 * AAAACAAAGTCGGACAAGA PhTourist1-30-5 * CAATGGGTATTTGACAGC
PhTourist1-14-3 * ATCGCTATGTTTGGAAGGAA PhTourist1-30-3 * TCTCCTTTCCGACAACTA
PhTourist1-15-5 * AAAAGAAGGGACGGGAGA PhTourist1-3-2-5＊＊ TCCACGAAGACGAAAGCC
PhTourist1-15-3 * TTAGTGCTTGCCTGGTGT PhTourist1-3-2-3＊＊ CGAGCAAGGTGACGATGT
PhTourist1-16-5 * TTGGATAGCGATAAGCAG PheUBC18-F＊＊＊ CTCCTCGTCTCCTTCCCGAA
PhTourist1-16-3 * GACGCATAGCAGTAGGTGAT PheUBC18-Ｒ＊＊＊ GTCCGTTGCTGTAAATGTGTGG
①“* ”为验证每个位点 mPing-like MITE 的扩增引物; “＊＊”为 ＲTFQ PCＲ 分析 PhTourist1-3 下游基因表达丰度的引物; “＊＊＊”为 ＲTFQ
PCＲ 中内参基因 UBC18 (泛素结合酶基因)的引物。One asterisk indicates the primers for amplification of all mPing-like MITEs in Phyllostachys
edulis genome; Two asterisks indicate the primers for ＲTFQ PCＲ of the gene downstream PhTourist1-3; Three asterisks indicate the primers for ＲTFQ
PCＲ of the reference gene UBC18 ( ubiquitin-conjugating enzyme 18) ．
经 MEGA5. 1 分析得到的结果表明 PhTourist1
的 TSD 为 TWA，9 bp 的插入偏好序列比较明显，为
(C /T)T(C /A)T(T /A)A(G /T)A(A /C)(图 2)。
2. 2 PhTourist1 在毛竹基因组中的插入时间与分布
插入时间的计算结果(表 2)显示 PhTourist1 的插入
时间比较集中，14 个在 19 万年前插入，10 个在 10
万年前插入，2 个插入发生在将近 26 万年前，4 个在
最近发生插入。
已有报道表明，mPing 倾向于插入基因附近
(Natio et al．，2009)。分析 30 个 PhTourist1 在毛竹
基 因 组 scafold 上 与 基 因 的 距 离，除 有 6 个
PhTourist1 所在的毛竹基因组 scafold 太短，没法获
得附近基因的信息外，剩余的 24 个 PhTourist1 中
17% PhTourist1 位于距离基因上下游 2 kb 范围内，
031
第 5 期 胡 慧等: 毛竹微型颠倒重复序列转座子 PhTourist1 的克隆与分析
21%位于距离基因上下游 4 kb 范围内，8% 位于基 因内含子中(表 3)。
图 1 PhTourist1 与 mPing 序列同源比对结果
Fig． 1 Sequence homologous alignment result between PhTourist1 and mPing
黑色框标记的为 TIＲ。TIＲ is boxed in black．
图 2 PhTourist1 插入偏好序列
Fig． 2 Preference insertion sequence of PhTourist1
2. 3 PhTourist1 的转座特性 针对 24 株毛竹实生
苗中的 30 个 PhTourist1 的位点进行 PCＲ 验证并测
序，得到的结果显示各位点的 PhTourist1 及其侧翼
序列同已报导的毛竹基因组序列一致。但 30 个位
点中有 29 个位点在 24 株毛竹实生苗基因组中皆表
现为插入，无多态性。只有 PhTourist1-3 呈现插入
多态性:24 株实生苗中 12 株表现为 PhTourist1-3 在
1 对同源染色体上都缺失，所占比例为 50% ; 6 株表
现为 1 条染色体上 PhTourist1-3 保留，其同源染色体
131
林 业 科 学 51 卷
上等位位点处 PhTourist1-3 缺失，所占比例为 25% ;
剩余 6 株表现为 PhTourist1-3 在 1 对同源染色体都
保留，所占比例为 25% (图 3)。分析 PhTourist1-3
的转座足迹，发现 PhTourist1-3 的切除接近精确切
除，除自身完全切除外还缺失 1 bp TSD(图 4)。
表 2 毛竹基因组中 30 个 PhTourist1 的插入时间
Tab． 2 Insertion time of thirty PhTourist1 in the Phyllostachys edulis genome
PhTourist1-ID
核苷酸替换水平
The level of
nucleotide
substitutions( k)
插入时间
Insertion
time / a
(T)
PhTourist1-ID
核苷酸替换水平
The level of
nucleotide
substitutions( k)
插入时间
Insertion
time / a
(T)
PhTourist1-1 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-16 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-2 0. 003 96 153. 85 PhTourist1-17 0 0
PhTourist1-3 0. 003 96 153. 85 PhTourist1-18 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-4 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-19 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-5 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-20 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-6 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-21 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-7 0 0 PhTourist1-22 0 0
PhTourist1-8 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-23 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-9 0. 008 256 410. 3 PhTourist1-24 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-10 0. 008 256 410. 3 PhTourist1-25 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-11 0. 003 96 153. 85 PhTourist1-26 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-12 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-27 0. 006 192 307. 7
PhTourist1-13 0. 003 96 153. 85 PhTourist1-28 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-14 0. 006 192 307. 7 PhTourist1-29 0. 003 96 153. 85
PhTourist1-15 0 0 PhTourist1-30 0. 006 192 307. 7
表 3 30 个 PhTourist1 在毛竹基因组中的分布
Tab． 3 Distribution of thirty PhTourist1 in the
Phyllostachys edulis genome
PhTourist1-ID 基因编号
No． of gene
转座子位置
Location of transposon
PhTourist1-1 PH01000072G1310 5-270
PhTourist1-18 PH01000116G0910 3-461
PhTourist1-19 PH01000199G0530 5-6897
PhTourist1-2 PH01000399G0080 5-108
PhTourist1-3 PH01000402G0860 5-1585
PhTourist1-20 PH01000581G0780 5-9750
PhTourist1-4 PH01000624G0480 5-10298
PhTourist1-5 PH01000651G0650 3-124522
PhTourist1-21 PH01000702G0290 3-46913
PhTourist1-6 PH01000718G0720 5-11406
PhTourist1-22 PH01001014G0590 intron
PhTourist1-7 PH01001095G0560 intron
PhTourist1-23 PH01001137G0480 5-48475
PhTourist1-8 PH01001156G0580 3-3144
PhTourist1-9 PH01001294G0310 5-12229
PhTourist1-24 PH01001328G0500 5-25271
PhTourist1-10 PH01001372G0040 5-2051
PhTourist1-11 PH01001631G0390 3-12837
PhTourist1-12 PH01001754G0170 3-35277
PhTourist1-13 PH01002468G0070 5-53137
PhTourist1-25 PH01003283G0220 3-2119
PhTourist1-26 PH01003283G0220 3-2622
PhTourist1-14 PH01003574G0160 5-2198
PhTourist1-15 not find not find
PhTourist1-27 not find not find
PhTourist1-28 not find not find
PhTourist1-29 not find not find
PhTourist1-16 not find not find
PhTourist1-17 not find not find
PhTourist1-30 PH01005567G0040 5-17835
2. 4 PhTourist1 对下游基因表达丰度的影响
PhTourist1-3 插入位点位于 PH01000402G0860 基因
上游 1 585 bp 处，针对 PhTourist1-3 插入位点多态
性，分析了 PhTourist1-3 存在与否对下游基因表达
丰度的影响。ＲTFQ PCＲ 的结果显示，PhTourist1-3
缺失之后下游基因表达量相对缺失前平均增加了
8. 04 倍(图 5)。
3 结论与讨论
本研究利用 transpo 软件共寻找到 30 个 mPing-
like MITEs，同源比对之后确定它们源自于共同祖
先，统一命名为 PhTourist1，对其 TIＲ、TSD、插入位点
序列偏好性、插入时间和分布进行了系统分析。
PhTourist1 的 TIＲ 与 mPing 的 TIＲ(GGCCAGTC
ACAATGG)基本一致，为 GGCCAGTCACAATG，TIＲ
的 G /C 含 量 为 57. 1% ; 9 bp 的 偏 好 序 列 为
YTMTWAKAＲ; 发生转座的 PhTourist1-3 位点上，转
座子除自身完整切除，还缺失 1 bp TSD。这些都表
明 PhTourist1 具备了 Tourist-like MITE 的典型特点。
验证 30 个 PhTourist1 在来源于同一母本的 24
株毛竹实生苗基因组中的插入位点，发现插入多态
性很低，只有 PhTourist1-3 存在插入多态性，在 75%
实生苗中 PhTourist1-3 发生了转座，从而造成了该
位点在 24 株实生苗基因组中的插入多态性。已有
报道表明，mPing 在外源压力作用下会发生转座，如
231
第 5 期 胡 慧等: 毛竹微型颠倒重复序列转座子 PhTourist1 的克隆与分析
图 3 24 株毛竹半同胞实生苗中 PhTourist1-3 PCＲ 验证结果
Fig． 3 PCＲ result of PhTourist1-3 in genomes of 24 Phyllostachys edulis half-sib seedlings
PCＲ 产物长度少于 400 bp 的表示 PhTourist1-3 发生转座，长度在 800 bp 左右的表示 PhTourist1-3 留在该位置，“* ”标识的
为做 ＲTFQ PCＲ 的植株。
The PCＲ products less than 400 bp reveal the transposition of PhTourist1-3． The PCＲ products about 800 bp reveal that PhTourist1-3
still existed at this genomic location． The seedlings whose cDNA used in ＲTFQ PCＲ are marked by the asterisk．
图 4 PhTourist1-3 转座足迹
Fig． 4 Transposition footprint of PhTourist1-3
黑色框标出的为 PhTourist1-3 的位置。Black box marked the location of PhTourist1-3．
图 5 PhTourist1-3 下游基因 ＲTFQ PCＲ 结果
Fig． 5 Ｒesult of ＲTFQ PCＲ of the gene downstream PhTourist1-3
辐射、高静水压、细胞培养和近期驯化( Jiang et al．，
2003; Nakazaki et al．，2003; Naito et al．，2006; Lin et
al．，2006);而本试验中的 24 株实生苗是于相同的
适宜条件下培养的，其生长过程中受到的外源压力
具有一致性，因此 PhTourist1-3 的转座可能不是由
于外源压力作用引起的。有报道显示 mPing 的转
座发生在胚胎发育阶段，从球状体时期到子叶期转
座事件逐渐增多，但是到苗期转座事件变得很少
(Hancock et al．，2011);考虑到每株实生苗的胚胎发
育都是独立的，PhTourist1-3 可能在种子萌发过程中
发生了转座，从而导致 PhTourist1-3 的插入多态性。
本试验中 24 株实生苗源自同一母本，母本基因型一
致，但因为花药来源不能确定而无法确定其父本基
因型;有文章报道种间杂交会促使 mPing 发生转座
(Yasuda et al．，2012)，分析 PhTourist1-3 的转座也可
能是由于父本来源不同引起。
ＲTFQ PCＲ 还表明 PhTourist1-3 的缺失对其下
游基因 PH01000402G0860 表达量有显著 影响，
PH01000402G0860 的表达量在 PhTourist1-3 缺失后
比缺失前增加了 8. 04 倍。水稻中关于 mPing 的插
入影响试验显示，mPing 插在基因附近或内部会造
成该基因转录增多或者对该基因没有影响(Naito et
al．，2009)，但 mPing 在基因上游启动子区域的插入
会影响顺式作用元件和反式作用元件间的相互作用
(Yasuda et al．，2013)。本试验中 PhTourist1-3 的转
座使下游基因表达量增加，可能原因是 PhTourist1-3
的存在使其附近的作用元件作用方式发生了变化从
而抑制了 PH01000402G0860 的表达，PhTourist1-3
转 座 离 开 后，这 种 抑 制 效 果 消 失 了，从 而
PH01000402G0860 的表达量明显增加。PhTourist1-3转
座对下游基因表达的调控机制有待进一步研究。
本研究鉴定到一类与 mPing 高度同源的转座
子 PhTourist1，其在毛竹基因组中可以独立发生转
座，并对宿主基因表达产生了显著的影响。这些结
果表明，作为毛竹基因组重要组成部分的转座子可
以通过自身转座参与宿主基因组多态性的形成，调
节宿主基因表达，进而参与毛竹生长发育的调控。
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(责任编辑 徐 红)
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