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Isolation and Analysis of Stowaway-like MITEs from DNA Libraries Enriched in Phyllostachys edulis

毛竹Stowaway-like MITEs转座子的分离与分析


微型颠倒重复序列(miniature inverted repeat transposable elements, MITEs)是一类对基因组进化和基因表达有重要调节作用的转座子。为分析MITEs在毛竹基因组中的分布特性,借鉴Fast Isolation by AFLP of Sequences Containing repeats ( FIASCO)方法,首次构建Stowaway-like MITEs富集文库。随机挑取21个克隆,测序发现2个含有Stowaway-like MITEs序列 (Stow-Ph1Stow-Ph2),阳性率为9.52%。Stow-Ph1Stow-Ph2的长度分别为260和258 bp,具有Stowaway-like MITEs典型的末端颠倒重复序列(terminal inverted repeats, TIRs)和靶位点重复序列(target site duplication, TSD)。Stow-Ph1Stow-Ph2与水稻的Stow-Os8(FJ266024)的同源性分别为46.4%和52.6%。Stow-Ph1Stow-Ph2与水稻16类Stowaway-like MITEs的TIRs前20 bp的相似性均高于50%,表明毛竹的Stowaway-like MITEs在TIRs上是高度保守的。

Transposable elements were a kind of DNA fragments movable in genomes. Miniature inverted repeat transposable elements (MITEs) were a class of short, widespread transposable elements with high copy number which played an important role in evolution of genome and regulation of gene expression. In order to analyze the distribution and characteristics of MITEs in Phyllostachys edulis genome, DNA library enriched for Stowaway-like MITEs was firstly constructed by the method of FIASCO (Fast Isolation by AFLP of Sequences Containing repeats). Totally 21 recombinant clones were randomly isolated with PCR method and then sequenced. Two clones (Stow-Ph1 and Stow-Ph2) were identified as Stowaway-like MITEs. The rate of positive clones was 9.52%. The fragment lengths of Stow-Ph1 and Stow-Ph2 were 260 bp and 258 bp, respectively. They had typical TIRs (terminal inverted repeats) and TSD (target site duplication) of Stowaway-like MITEs. The identity was 46.4% between Stow-Ph1and Stow-Os8(FJ266024), and 52.6% between Stow-Ph2and Stow-Os8. The identities among Stow-Ph1,Stow-Ph2and 16 rice Stowaway-like MITEs were above 50% based on the first 20 bp of their TIRs, which reflected that the TIRs of Stow-Ph1 and Stow-Ph2 were highly conserved.


全 文 :第 !" 卷 第 ! 期
# $ % $ 年 ! 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01 !",*/1 !
,234,# $ % $
毛竹 !"#$%$%&50678 9(+):转座子的分离与分析"
钟; 浩% ; 周明兵% ; 白有煌# ; 汤定钦%
(%1 浙江林学院 ; 浙江省现代森林培育技术重点实验室 ; 临安 <%%<$$;#1 浙江大学生命科学学院生物信息系 ; 杭州 <%$$=>)
摘 ; 要:; 微型颠倒重复序列(?6@6ABC38 6@D83B8E 3828AB B3A@:2/:AF08 808?8@B:,9(+):)是一类对基因组进化和基因表
达有重要调节作用的转座子。为分析 9(+): 在毛竹基因组中的分布特性,借鉴 GA:B (:/0AB6/@ FH ,G-I /J &8KC8@L8:
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关键词:; 毛竹;磁珠富集;转座子;+(Q:;!"#$%$%&50678 9(+):
中图分类号:&T%>1 !"; ; ; 文献标识码:,; ; ; 文章编号:%$$% U T!>>(#$%$)$! U $$收稿日期:#$$O U $> U <%。
基金项目:国家自然科学基金项目(<$%;<$TT%T=<)资助。
" 汤定钦为通讯作者。
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[838 AF/D8 =$P FA:8E /@ BW8 J63:B #$ F2 /J BW863 +(Q:,[W6LW 38J08LB8E BWAB BW8 +(Q: /J !"#$’()* A@E !"#$’()+ [838
W6MW0H L/@:83D8E4
;/+ <#3)":; ()&<<#-"%>)&- 0;?<2-;8@36LW?8@B FH ?AM@8B6L F8AE:;B3A@:2/:/@;+(Q:;!"#$%$%&50678 9(+):
; ; 转座子( B3A@:2/:AF08 808?8@B:)是广泛分布于真
核生物中的一类可移动的 R*, 片段。根据转座机
制,可将转座子分为!,"# 类:类型!转座子,又
称作反转录转座子( 38B3/B3A@:2/:/@),其转座过程以
Q*, 为中间媒介;类型"转座子,又称作 R*, 转座
子(R*, B3A@:2/:/@),通过 R*, 中间体进行转座
(G8:LW/BB8 0" %分,R*, 转座子又分为自主型转座子( ACB/@/?/C:
808?8@B)、非 自 主 型 转 座 子( @/@5ACB/@/?/C:
808?8@B)和微型颠倒重复序列( ?6@6ABC38 6@D83B8E
林 业 科 学 !" 卷 #
$%&%’( ($’)*&+*’,-% %-%.%)(*,/012*)3 类。自主型转
座子编码具有功能的转座酶等产物,自身能够转座;
而非自主型转座子是由自主型转座子部分序列缺失
后形成的,本身不具备转座活性,只有在自主型转座
子存在时才能转座(4%*56+((% !" #$%,7887)。
/012* 是 9:$%’: 等(;<<7;;<转座子,其结构与非自主型转座子相似,但在长度上
更短(;88 = >88 ,&),拷贝数更高(几百到几万),具
有几十碱基左右的末端颠倒重复序列( (%$.?)’-
?)@%$(%A $%&%’(*,10B*)和几个碱基的靶位点重复序
列( (’$C%( *?(% A:&-?5’(?+),1DE),在自主型转座子提
供转座酶的情况下能够转座(9:$%’: !" #$%,;<F%**-%$ !" #$%,;<<>;1:,;<的特性可以把 /012* 归类成不同的家族,在植物中
分布最为广泛的 /012* 为 &’()*+" 和 ,"’-#-#. 两大
家族(9:$%’: !" #$%,;<;H?’)C
!" #$%,788;)。水稻(/).0# +#"*1#)的全基因组数据
检索结果表明,水稻基因组中的 /012* 数量多达 G3
!><,归属于多个 /012* 家族,是最丰富的转座子类
型,其中,,"’-#-#.I-?J% /012* 有 3; 337 个,占水稻
基因组的 ;K "L( MJ? !" #$%,788N)。 ,"’-#-#.I-?J%
/012* 的 10B* 比较保守,这为利用其 10B* 保守序
列作为探针分离 ,"’-#-#.I-?J% /012* 提供了可能。
,"’-#-#.I-?J% /012* 在 &23 4 5#)*6!) 自主型转座子
提供转座酶的情况下还能够再次转座,对基因组进
化和基因表达有重要调节作用( 1:$5+((% !" #$%,
788;;O6’)C !" #$%,788;;4%*56+((% !" #$%,7883)。
毛竹( 78.$$’+"#28.+ !9($*+)是最重要的经济竹
种,大约占竹林总面积的 7 P 3。毛竹变异(或称栽培
类型)非常丰富,在秆形、秆及叶颜色上发生变异的
就有龟甲竹(78% !9($*+ QR 8!"!)’2.2$#,中国)、圣音
毛竹(78% !9($*+ QR "(:#!;’)5*+,湖南益阳)、方秆毛
竹(78% !9($*+ Q% <(#9)#6=($#)"(+,湖南、安徽)、梅花
竹(78% !9($*+ Q% ’:"(+#6=($#),湖南岳阳)、油毛竹
(78% !9($*+ Q% !>)(*6’+#,安徽)、曲秆毛竹( 78%
!9($*+ Q% ;$!?(’+#,湖南益阳)、金丝毛竹(78% !9($*+
Q% =)#2*$*+,江苏南京)、黄皮毛竹( 78% !9($*+ Q%
#(!)’@1#)*!=#"#,安徽、江苏)、厚壁毛竹( 78% !9($*+
Q% >#28.$’!6,江西万载、宜丰)、花毛竹( 78% !9($*+
Q% 8(#5#’08(,浙江、江苏)、绿皮花毛竹(78% !9($*+
Q% 6#:!+8*5#6#,中国、日本)、黄槽毛竹(78% !9($*+
Q% =*55!*,中国、日本)、绿槽毛竹( 78% !9($*+ Q%
1*)*9*+($2#"#,四 川)、瘤 枝 毛 竹( 78% !9($*+ Q%
"(5!+2!6,四川长宁、万岭)等。研究表明:多种毛
竹栽培类型间的 S4TU 多态性很低( T?) !" #$R,
788<),甚至没有 DDB 多态性( 1’)C !" #$%,788<)。
多种竹子在其生长过程中表现性状不稳定,有的还
会随着栽培条件的改变而发生逆转。如龟甲竹栽植
后长出的新竹有的竹秆变成正常竹秆,乌角绿竹
(A#5:(+# ’$98#5**)在组培过程中叶及秆的颜色也会
发生变化,小佛肚竹(A% 1!6")*2’+#)的秆型易受光等
因子影响(陈双林等,788;)。这些特性与转座子的
遗传性类似,或许与转座子的作用存在着某种关联
(与台湾植物研究院黄丽春教授个人交流)。分离和
研究毛竹基因组中的 ,"’-#-#.I-?J% /012* 等转座子
对揭示这些表观遗传学现象具有重要的意义。
毛竹基因组测序刚刚起步,目前还无法通过数
据检索方式大量获得 ,"’-#-#.I-?J% /012*。本研究
根据 ,"’-#-#.I-?J% /012* 的 10B* 保守域设计探针,
借鉴 4’*( 0*+-’(?+) ,V S4TU +Q D%W:%)5%* X+)(’?)?)C
$%&%’(*(40SDXM)(O’)% !" #$%,7887)方法首次构建
了毛竹 ,"’-#-#.I-?J% /012* 富集文库,成功分离并
鉴定 7 个 ,"’-#-#.I-?J% /012*,为研究 ,"’-#-#.I
-?J% /012* 在毛竹基因组中的分布和进化特性奠定
基础,也为在基因组背景比较薄弱的物种中分离
/012* 提供一种新的策略和方法。
;# 试验材料
毛竹叶片采集地位于浙江省临安市(38Y;!Z[,
;; 年以
上。于 788< 年 ! 月取毛竹新叶为材料。采集时用
变色硅胶快速干燥,带回实验室后置于 \ G8 ]超低
温冰箱中保存。
7# 试验方法
!" #$ 基因组 %&’ 的片段化
7K ;K ;# 基因组 E[S 的提取、酶切和接头连接 # 采
用改良的 X1S9 法(E+V-% !" #$%,;因组 E[S 后,取 78 !T E[S(;> !C)经 B2’B"(宝
生物工程有限公司)3G ]酶切过夜后,在 ;L 琼脂
糖凝胶上电泳,切胶回收 388 = G88 ,& 的片段。取
788 )C 回收的 E[S 和 ! !T B2’B"接头(> !.+-·
T \ ;)(分别由含 ;G 个碱基的寡核苷酸序列 >ZI
X1X^1S^SX1^X^1SXXI3Z和含 ;N 个碱基的寡核苷
酸序列 >ZISS11^^1SX^XS^1X1SXI3Z组成)通过
1! E[S 连接酶([29 公司)于 ;" ]连接过夜,! ]
保存。
7K ;K 7# 第 ; 次 UXB# 根据 B2’B"接头序列设计引
物,上下游引物均为 >ZI^SX1^X^1SXXSS11XI3Z,
对连接混合液进行 UXB。>8 !T 的 UXB 体系中含
N3
! 第 " 期 钟 ! 浩等:毛竹 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 转座子的分离与分析
-.. /0 模板 123,- !4 引物(-. !56$·4 7 -),8 !4
-. 9 :;< =>??’@,A !4 (0;$B( B8 556$·4
7 -),
-C B8 !4 D2*:(各 BC 8 556$·4 7 -),.C 8 !4 ’%( 酶
(8 E·!4 7 -,宝生物工程有限公司),加双蒸灭菌水
至总体积 8. !4。反应条件:F" G 预变性 8 5%/,
F" G变性 A. ,,8H G退火 - 5%/,IB G延伸 - 5%/,
共 -8 个循环;IB G 延伸 -. 5%/。反应产物置于
" G保存。 ! !
!" !# 靶向 $%& 片段的富集与克隆
BC BC - ! 生物素 探 针 杂 交 ! 根 据 !"#$%$%&#$%&’
()*+, 的 *)<, 保守序列,合成 8J端生物素标记简并
性探针(8J K%6L%/#;*;;;*M;N**M**OOO *3;O*#
AJ)。取 ". !4 上述 :;< 扩增产物和 BC 8 !4 生物素
标记探针(-. !56$·4 7 -),加 B. 9 PP;(.C A 56$·4 7 -
2QA R%L@QL’,A 56$·4
7 - 2Q;$,STIC .)至总体积 H8
!4。:;< 仪中 FU G变性 8 5%/,8" G反应 A. 5%/,
取出后,缓慢冷却至室温," G保存备用。
BC BC B! 链霉亲和素磁珠富集 ! 取 U. !4 链霉亲和
素磁珠( 1V/Q$ =%6L’RW 公司,HC I 9 -.8 1V/QK’QD,·
!4 7 -)置于 B 54 离心管,加入 - 54 *+(-. 556$·
4 7 - *@%,#T;$,- 556$·4 7 - +1*3,STUC .)洗涤 B 次,
- 54 H 9 PP;(.C .F 56$·4 7 - 2QA R%L@QL’,.C F 56$·4
7 -
2Q;$,STIC .)洗涤 B 次。洗涤完毕后,用 A8 !4 H 9
PP; 重悬磁珠,将上述生物素探针反应液加入到重
悬磁珠,室温轻轻混匀 A. 5%/,使磁珠充分吸附
123,用磁架收集磁珠,弃去杂交混合液。沉淀用
- 54 B 9 PP;[.C .A 56$·4 7 - 2QA R%L@QL’,.C A 56$·4
7 -
2Q;$,STIC .,含 .C -X P1P(十二烷基硫酸钠)]室
温下洗涤 B 次(每次 8 5%/)。然后用 - 54 - 9 PP;
(.C .-8 56$·4 7 - 2QA R%L@QL’,.C -8 56$·4
7 - 2Q;$,
STIC .)室温下洗涤 B 次(每次 8 5%/),再于 "8 G下
分别洗涤 B 5%/ 和 8 5%/。将上清吸取干净,加入 8.
!4 *+ 充分混匀磁珠,然后于 FF G下水浴 8 5%/,用
磁架收集磁珠后,迅速吸取上清液。
BC BC A! 第 B 次 :;第 - 次 :;< 的引物进行 :;< 扩增放大。反应条件
与第 - 次 :;< 相同。
BC BC "! * 载体连接和转化 ! 将上述 :;< 扩增产物
用 :;< 纯化试剂盒(上海生工生物工程技术有限公
司)进行回收,连接到 S(1-U#* 载体(宝生物工程有
限公司)后,转化至 1T8" 感受态细胞,涂平板 AI G
过夜倒置培养。
!" ’# 文库的鉴定和分析
经蓝白斑筛选后,根据白斑所占的比例计算重
组率。取 B- 个白色菌落扩大培养,以菌液为模板,
:;< 法扩增鉴定重组子插入片段的大小( P&%//’@ )"
%*+,-FFA)。将重组子在 3=)A-.. 3YQ/L 123 测序
仪上测序。测序得到的序列用基于隐马可夫模型
( T%DD’/ (Q@&6Y (6D’$,T(()的 T((+< 软 件
(+DDV,-FFU)进行分析,利用 Z>@’L%R 等(B..")建立
的 !"#$%$%& S@6?%$’#T((,,鉴 定 !"#$%$%&#$%&’
()*+, 序列。同时通过 =43P* 在 2;=)( 2QL%6/Q$
;’/L’@ ?6@ =%6L’RW/6$60V )/?6@5QL%6/,WLLS: [ [ \\\]
/RK%] /$5] /%W] 06Y [)数 据 库 上 检 索 水 稻 AH 类
!"#$%$%&#$%&’ ()*+,,利 用 ^’RL6@ 2*) -.C .
( )/Y%L@60’/ 公司)软件选取 ;$>,LQ$ O 方法将获得的
毛竹 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 序列与水稻中的 !"#$,-./
进行同源性分析,另外将水稻 AH 类 !"#$%$%&#$%&’
()*+, 的 *)<, 和毛竹 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)<,
采用同样的方法进行同源性分析,利用 (+N3"C .
软件( *Q5>@Q )" %*+,B..I)的邻接法( /’%0WK6@#
_6%/%/0,2Z)构建了进化树。
A! 结果与分析
’" (# $%& 片段的酶切、连接和扩增
()*+, 一般集中在 -.. ‘ 8.. KS,基因组 123
经 01#<#酶切,回收 A.. ‘ I.. KS 的片段。接头连
接后经第 - 次 :;<,取 -. !4 进行电泳检测(图
-3),结果显示 :;< 产物明显,片段主要分布在
A.. ‘ I.. KS,能够进行下一步试验。
’" !# )*+,- 富集文库分析
将富集的 ()*+, 片段与 S(1-U#* 载体连接,转
化至大肠杆菌 1T8" 感受态细胞,蓝白斑筛选(图
-=),4= 培养基中均匀分布白色菌落为 FF" 个,占
总数的 FFC HX。
在文库中随机挑取 B- 个白色菌落于 AI G培养
过夜,菌液 :;< 检测重组子插入片段的大小(图
-;)。结果发现片段集中在 8.. ‘ I.. KS。将这 B-
个重组子测序,得到的序列用 T((+< 软件分析,发
现其中有 B 个含有 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 序列,阳性
克隆率为 FC 8BX。分别命名为 !"#$,234 和 !"#$,
235,分别对应图 -; 中的 8 和 -B 泳道。
目前富集文库大量测序正在进行,通过对 -B.
个克隆测序结果分析,共鉴定出 -- 个阳性克隆,不
完全 数 据 统 计 结 果 与 文 库 鉴 定 的 阳 性 率 是
接近的。 ! !
’" ’# 毛竹 !"#$%$%&./012 )*+,- 特性分析
!"#$,234 和 !"#$,235 的长度分别为 BH. KS 和
B8U KS。 !"#$,234 的 *)<, 为 8J#;*;;;*
*;N*****333*3;3*N3;N***N#AJ, !"#$,235 的
FA
林 业 科 学 !" 卷 #
$%&’ 为 ()*+$+++$++,$$+$$$$$$-+$$*.), 与
!"#$%$%&*/012 3%$4’ 的 $%&’ 同 源。 !"#$’()* 和
!"#$’()+ 的 $56 均为 $-,为 !"#$%$%&*/012 3%$4’
典型的靶位点重复序列。将 !"#$’()* 和 !"#$’()+
与 7+8% 上登录的 !"#$’,-.( 9:;""<;!)进行同源性
分析(图 ;)。!"#$’()* 和 !"#$’()+ 与 !"#$’,-. 的
相似性分别为 !"= !> 和 (;= ">,而 !"#$’()* 和
!"#$’()+ 之间的相似性为 (?= .>。
水稻基因组共有 !"#$%$%&*/012 3%$4’ .@ ..;
个,根据 $%&’ 保守性可分为 ." 类( 92’ABCDD2 /" %01,
;<<.),为了分析毛竹 !"#$’()* 和 !"#$’()+ 与已鉴
定的 ." 类 !"#$%$%&*/012 3%$4’ 的进化关系,取 ."
类 !"#$%$%&*/012 3%$4’ 的 $%&’ 和毛竹 !"#$%$%&*
/012 3%$4’ 的 $%&’,通过 +EF5$-E G 多重序列比对
后采用邻接法构建进化树(图 .)。进化树表明
!"#$%$%&*/012 3%$4’ 分为 ( 个进化枝(!,",#,$
和%),!"#$’()* 和 !"#$’()+ 分别位于"和%; 个
进化枝中。
图 @# 富集文库的构建与 !"#$%$%&*/012 3%$4’ 的分离
90HI @# +CJ’DKLAD0CJ CM 2JK0AB2N /0OKPKQ PJN 0’C/PD0CJ
CM !"#$%$%&*/012 3%$4’ MCK ()1 /2304-
-I 第 @次 R+&产物电泳结果# R+& SKCNLAD CM DB2 M0K’D PTS/0M0APD0CJ;
8I !"#$%$%&*/012 3%$4’富集文库及蓝白斑法筛选 4JK0AB2N /0OKPKQ
MCK !"#$%$%&*/012 3%$4’ PJN DB2 O/L2 UB0D2 ’AK22J0JH;+I R+&法筛选
毛竹 3%$4’ 重组子 # $B2 ’AK22J0JH CM 3%$4’ K2ACTO0JPJD A/CJ2’ 0J
2JK0AB2N /0OKPKQ OQ R+&I 3:. 1O 67- /PNN2KI
图 ;# !"#$’()*,!"#$’()+ 与 !"#$’,-. 的同源性分析
90HI ;# VCTC/CHCL’ PJP/Q’0’ CM !"#$’()*,!"#$’()+ PJN !"#$’,-.
被黑色覆盖的碱基为三者的共同部分 8/PA1 OP’2’ PK2 DB2 ACTTCJ SPKD CM DB2 3%$4’I
!# 讨论
!" #$ 构建富集文库是分离 %&’() 的一条有效途径
毛竹 ;+ 67- 含量为 != ;; SH 或基因组大小为
; <.! 3O,大小与玉米(5/% 6%&-)相当,是普通二倍
体栽培稻基因组的 (= ! 倍(桂毅杰等,;<物种基因组大小与转座子含量成正比的原理
(82JJ2DW2J,;<<;;92’ABCDD2 /" %01,;<<; ),有理由
推测毛竹基因组中也可能含有大量的转座子。但桂
毅杰等(;<均长度 X;"= ; OS,累计长度 <= X; 3O;重复序列分析
表明,没有鉴定到 !"#$%$%&*/012 3%$4’。本研究采
用的磁珠富集法构建 !"#$%$%&*/012 3%$4’ 富集文
库成功分离和鉴定到毛竹基因组的 3%$4’。
目的 67- 序列的获得主要有 ; 种途径(孙效文
等,;<<():一种是经典的分子生物学方法构建含有
目的 67- 序列的基因组文库,通过杂交筛选出含有
目的 67- 序列的克隆,方法易掌握,但必须对每个
克隆进行筛选鉴定,工作量大,需花费大量人力、财
力,且效率较低,植物中已报道的阳性率约为 @> Y
.>(ZPJ2 /" %01,;<<;);另一种是从已知的核酸序
列中进行数据检索,对于基因组信息相当丰富的物
种而言,如水稻是有效的方法。但对于类似毛竹基
因组 信 息 相 对 缺 乏 的 物 种 而 言 存 在 局 限 性。
9%-5+[ 方法首先由 $CTP’C RPDPKJ2//C 创立,广泛应
用于分离基因组上含有 55& 序列的片段( ZPJ2 /"
! 第 " 期 钟 ! 浩等:毛竹 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 转座子的分离与分析
-$.,/00/)。作者也利用此法富集分离到了毛竹的
112 片段(数据未显示)。本研究首次借鉴 3)4156
方法,根据 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)2, 保守性构建
了 ()*+, 的富集文库。在富集文库测序7 788 9:的
序列中鉴定发现属于 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的为 ;<=
9:,效率为 >>? "<8@(表 <)。从表 < 看出,在毛竹
!"#$%$%&#$%&’ ()*+, 富 集 文 库 中 !"#$%$%&#$%&’
()*+, 的含量远大于 ()*+, 在其他植物基因组中的
含量,这说明文库的富集效果还是比较明显的。本
研究创建的构建 ()*+, 富集文库的方法将是大量
分离植物 ()*+, 的一条有效途径。
!" #$ 毛竹 !"#$%$%&%&’() *+,-. 的 ,+/. 在进化上
相对保守
*)2, 是转座子在转座过程中转座酶识别并结
合的部位(ABC’-B ’" %(),<88/;<88"),!"#$%$%&#$%&’
()*+, 的 *)2, 序列与自主型转座子 *+, - .%/01’/ 的
*)2, 序列非常类似,暗示 *+, - .%/01’/ 能够识别
!"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)2,,催 化 !"#$%$%&#$%&’
()*+, 转座。本研究鉴定的 !"#$234, 和 !"#$2345
的 *)2, 序列与本实验室后期分离的 .%/01’/#$%&’
! ! !
图 D! / 个毛竹 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 和水稻
D> 类 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的进化关系
3%E. D! FGH$IE’J’K%L C’$-K%IJ,G%:, IM / 34) ’67(08 !"#$%$%&#$%&’
()*+, -JN D> C%L’ !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 9-,’N IJ *)2,
表 0$ 1 种植物中的 *+,-.!
,234 0$ *+,-. ’5 1 6&257.
植物
F$-JK
总碱基数
*IK-$ 9-,’,
JBO9’C P &9
()*+, 拷贝数
()*+,
JBO9’C
()*+, 全长
*IK-$
$’JEKG P 9:
()*+, 平均长
(’-J
$’JEKG P 9:
3C-LK%IJ 值
3C-LK%IJ P @
参考
2’M’C’JL’
毛竹 ()*+, 文库 ()*+,
$%9C-CH MIC 34. ’67(08
7? 788 / ;<= /;8? 0 >>? "<8 —
玉米 9’% .%&8 / ;=0 000 =D /> >00 D/0? 8 0? 0<0 GKK::%:$-JKC’:’-K,. :$-JK9%I$IEH. O,B. ’NB P Q’-. GKO$
水稻 :/&;% 8%"0<% D>D 000 7D ";8 <" ;80 =77 <8=? > D8? 000 6&% ’" %(),/00=
高粱 !#/=47. >0+#(#/ >87 000 = D /00 "0>? / 0? 00; GKK::%:$-JKC’:’-K,. :$-JK9%I$IEH. O,B. ’NB P ,ICEGBO. GKO$
苜蓿 ?’60+%=# 8%"0<% /<; 000 ;8 0? 0>" GKK::%:$-JKC’:’-K,. :$-JK9%I$IEH. O,B. ’NB P O’N%L-EI. GKO$
! ! ! ()*+, 平均长为 ()*+, 全长与 ()*+, 拷贝数的比值。3C-LK%IJ 值为 ()*+, 全长与总碱基数的比值。(’-J $’JEKG IM ()*+, %, KG’ C-K%I IM
KIK-$ $’JEKG KI ()*+, JBO9’C. 3C-LK%IJ %, KG’ C-K%I IM KIK-$ $’JEKG KI KIK-$ 9-,’, JBO9’C.
’$’O’JK 转座子的 *)2, 相似性为 7未发表),!"#$234, 和 !"#$2345 与水稻的 D> 类
!"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)2, 前 /0 9: 的相似性都较
高。表 / 为在进化树 ; 个进化枝中各取 " 个
!"#$%$%&#$%&’ ()*+,(进化枝"只有 / 个),将它们
的 *)2, 前 /0 9: 进行同源性分析,发现相似性均高
于 ;0R。这说明 !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)2, 在毛
竹进化过程中是相对保守的,这与其他物种的分析
结果是一致的(3’,LGIKK’ ’" %(),/00D)。
()*+, 在植物基因组中广泛大量存在,对研究
植物,特别是多配体大基因组植物的基因组进化具
有重要意义(T’,,$’C ’" %(),<88;);同时 ()*+, 具
有高拷贝数、高多态性的特点,可开发为高效多态遗
传标记((IJN’J ’" %(),/008);()*+, 还时常与基
因相伴,一些基因的调节区域来源于 ()*+,,()*+,
在生物或非生物胁迫下能够活跃转座(U%&BLG% ’"
%(),/00D),为基因的分离和分子标签的开发提供了
便利。因而 ()*+, 在开发新型的遗传学研究工具
上呈现诱人前景。目前 ()*+, 研究的进展迅速,但
是鉴定的 ()*+, 仍然十分有限。本研究为大量分
离和鉴定基因组尚未测序的物种的 ()*+, 进行了
首次成功尝试,为从表观遗传角度研究毛竹在栽培
过程变化现象的分子机制奠定一定的基础。
<"
林 业 科 学 !" 卷 #
表 !" !"#$%$%&#$%&’ ()*+, 的 *)-, 同源性分析!
*./0 !" 1232$2425, .6.$7,%, 28 9:’ *)-, 28 !"#$%$%&$%&’( )*+,- .
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!"#$’()*+ /0 10 "0 "0 /0 12 12 "0 "0 /2 10 /0 /0 /0 "2 /2 /2
!
!"#$’()*, 10 /0 "2 /0 /2 12 /2 /2 "0 12 /2 "0 /2 02 "0 "0
!"#$’()-+ /0 "0 32 12 30 /0 12 /2 32 /0 /2 12 "2 /0 "0
!"#$’()* "0 "0 "2 /2 10 12 /0 /2 "0 /2 "0 00 "2 00
!"#$’./* "2 "0 "0 "0 "0 "0 "0 00 "2 "2 /0 00 02
"
!"#$’()-0 12 30 "0 /2 "2 12 /0 /2 12 00 /0 "0
!"#$’()1 10 "2 "2 "2 12 /0 /2 32 "2 /0 "0
!"#$’()2* /2 /0 "0 10 12 /0 10 "2 12 /2
!"#$’()23 30 32 12 "0 /2 /2 /2 /0 "0
#
!"#$’()2 32 12 "0 /2 /2 /2 /0 "0
!"#$’()4 12 /2 /0 /2 /2 /0 /2
!"#$’()+0 10 12 12 /2 10 /0
$
!"#$’()+4 32 /0 "2 12 /0
!"#$’()*- /2 "0 /0 /0
!"#$’()-3 "0 10 /2
%
!"#$’./- 12 "0
!"#$’()2- 10
!"#$’()+5
# # &表中数值为 +*4- 通过 5678+96 : 多重序列比对后计算所得相似性。!,",#,$,%对应于图 ; 中的 0 个进化枝。+*4- <=( <%&>?(@ A-&?> 5678+96 :
-BCDE<=( (?(D&I D=(( -FBE? &? L&>H ;M
参 考 文 献
陈双林,杨 # 希 H N22OM 观赏竹种小佛肚竹栽培及形态控制 H 福建
林业科技,N1(O):/3 P 12M
桂毅杰,王 # 晟,金丽艳,等 H N22/M 毛竹基因组大小和序列构成的
比较分析 H 中国科学,;/(!):!11 P !3NM
孙效文,鲁翠云,梁利群 H N220M 磁珠富集法分离草鱼微卫星分子
标记 H 水产学报,N3(!):!1N P !1"M
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(责任编辑 # 徐 # 红)
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