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淫羊藿是传统的中草药植物,具有提高男性性机能,改善男女性功能障碍以及缓解女性更年期症状等功能,在园林绿化上也具有潜在的作用。本研究首次通过流式细胞分析调查淫羊藿属植物基因组大小,探讨种间和种内基因组大小变异的原因。利用兼并引物方法,从淫羊藿基因组中克隆Tyl/copia和Ty3/gypsy两类LTR反转座子的反转录酶(rt)保守序列,通过构建邻接系统树研究Tyl/copia和Ty3/gypsy),反转座子多样性和进化关系。用荧光原位杂交(FISH)的方法,在淫羊藿染色体上定位多个重复序列,评价它们在淫羊藿染色体上的分布特征,探讨重复序列与淫羊藿基因组大小之间的关系。
以洋葱作为内部标准,流式细胞仪测得9个淫羊藿种的基因组大小在4.12±0.07pg/C至4.56±0.08 pg/C之间,不同的内部标准(洋葱和樱桃番茄)所获得淫羊藿基因组大小之间存在明显的系统来源误差。来源于不同地理种群的箭叶淫羊藿基因组大小存在较低的种内基因组大小差异。
用兼并引物从5个淫羊藿种的基因组中成功克隆copia和gypsy两类LTR反转座子的rt保守序列。相比其它植物的反转座子rt的保守氨基酸序列之间存在相对较高的异质性,在淫羊藿基因组中的异质性较低。初步研究结果表明Tyl/copia的序列多样性要比Ty3/gypsy低,但还需要更多的种和更多的克隆进一步证实。
5S和5.8S rDNAFISH定位在特定的染色体上,5S rDNA定位在箭叶,柔毛和巫山淫羊藿染色体的末端,5.8S rDNA定位在具有次缢痕的染色体上,需用有丝分裂中期染色体定位来进一步说明具体定位在哪条染色体上。两个微卫星重复(CA)8和(GAA)7随机遍布所有箭叶淫羊藿染色体,(GAA)7杂交信号略强。来自巫山淫羊藿克隆的copia和gyps),两类LTR反转座子重复序列探针分别定位在箭叶和巫山淫羊藿染色体上,与微卫星重复序列不同的是,尽管遍布在所有染色体上,但并不是随机分布:copia(Wyc2)探针主要分布在染色体臂或亚端粒,在着丝粒附件分布较少,gypsy(Wyg5)探针则呈现不连续分布,两类反转座子在巫山淫羊藿染色体上的分布密度比箭叶淫羊藿上的密度要大些,这可能与反转座子探针来自巫山淫羊藿基因组有关。另一对探针copia(Wyc3)和gypsy(Wyg2)的分布则相对更密些。进一步的Southern杂交结果表明,反转座子序列可能被甲基化。
根据淫羊藿基因组大小和重复序列在染色体上的分布特点,与其它大多数存在相同染色体数的植物相比而言,淫羊藿属于大基因组植物,基因组结构复杂,基因组内含重复序列较多。根据微卫星和两类LTR反转座子等重复序列在染色体上的分布模式,暗示这些重复序列比较适合作为分子标记,可用于遗传作图和其它遗传分析等。