水平基因转移通常也被称作横向基因转移,即一种生物体通过除生殖方式以外的其他各种方式获得另一种生物的遗传信息的过程,是一种广泛存在的自然现象,也是自然界物种间自发的一种转基因事件。这种基因转移事件是生物体获得遗传信息的方式之一,对整个生命系统有着重要作用。水平基因转移在原核生物中频繁发生,是原核生物基因组遗传变异的重要来源。原核生物抗药性的传播以及致病性的产生都与水平基因转移事件密切相关,对原核生物的进化有显著影响。水平基因转移同样能够发生于真核生物,但对其研究相对较少。由于真核生物存在体细胞和生殖细胞的分化,只有整合到生殖细胞基因组中的外源基因才有遗传到后代群体中的可能性,同时真核生物的遗传物质被核膜包裹,以保护自身遗传物质免受外源基因的侵扰,因此相较于原核生物,水平基因转移事件在真核生物基因组中发生频率较低。对真核生物中的水平基因转移事件进行鉴定,能够更好地探究外源遗传变异在受体物种中是否具有生物学功能以及这种变异发挥了怎样的作用,对于理解真核生物的进化都具有重要意义。桑树(Morus L.)属多年生双子叶木本植物,广泛分布于各种地理类型的地区。我国是最早种植桑树的地区,植桑养蚕已有5000多年的历史,桑树作为寡食性经济昆虫家蚕的食物来源,是整个蚕桑产业的重要物质基础。桑树具有耐涝、耐旱、耐贫瘠、发根力强、生长迅速等特点,因此具有很强的生态学功能,对于生态保护、防风固沙有深度开发价值。对桑树水平基因转移事件的研究,可以加深对水平基因转移作为遗传变异来源从而促进生物体功能革新这一观点的理解,同时能够发现桑树基因组中通过水平基因转移事件获得的新基因,为桑树功能基因组学的研究提供候选基因。生物信息学方法是探测水平基因转移事件的有效手段,随着基因组测序技术的不断成熟,越来越多物种的基因组数据被得到,为探测水平基因转移事件提供了可靠保障。本研究运用生物信息学手段,采用比较基因组学的方法,在基因组水平上预测到了川桑与细菌之间的发生水平转移的基因,同时使用PCR克隆测序的方法对预测的水平转移基因进行鉴定分析,主要研究内容和结果如下：1.川桑水平基因转移的筛选采用相似性搜寻和同源序列分布相结合的方法,利用已经测序的2684个细菌的基因组和176个其他物种的序列信息,探测了桑树与细菌之间的水平基因转移事件,得到314个候选水平转移基因。2.川桑候选水平转移基因的系统发生分析采用系统发生分析的方法,同时结合其它信息对筛选得到的314个候选水平转移基因进行系统发生分析,最终预测得到4个桑树与细菌之间的水平转移基因。分析表明, Morus000087, Morus000171和Morus000209来源于蛋白菌门的γ-变形菌纲,且属于植物病原菌；Morus000579来源于蛋白菌门的α-变形菌纲,属于植物共生菌。这些水平转移基因参与了细胞增殖,物质代谢等生理功能,暗示其能够增强桑树对环境的适应能力,并且这些外源序列的碱基含量也表现出对川桑基因组的适应性变化。3.川桑预测水平转移基因的PCR克隆测序对上述预测到的川桑水平转移基因采用PCR克隆并通过测序进行验证,鉴定得到Morus000579基因在川桑基因组中存在。经测序表明上述目的片段与川桑基因组数据库中的信息基本一致,且该基因大小为612bp,并不存在内含子。