毛竹PIF类转座子的克隆与结构分析以及MLE转座子对毛竹基因组多态性的影响

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P不稳定因子(P instability factor,PIF)是首先在玉米里发现的一类DNA类转座子,后来将结构相似、同源同类型的DNA转座子归类到一个新的家族,命名PIF类转座子。PIF类转座子结构由2个开放阅读框(ORF),TIR序列和TSD序列组成。Mariner-Like element(MLE)是自主转座子Tc1-mariner超家族中一个重要家族。其结构由位于转座子两端的末端颠倒重复序列(TIR),2个TIR中间的编码转座酶的结构域,转座子插入新位点时引起靶序列产生的TA重复序列(TSD)三部分组成。PIF类转座子和具有结构简单、转座子在基因组插入位点接近随机和异源转座率高这三个特点的MLE转座子,成为近几年研究的热点。本研究首次通过基于磁珠富集的染色体步移法从毛竹中分离到一个全长PIF类转座子(PhPIF-1)。PhPIF-1长5953bp,它有20bp不完整的末端反向重复序列(Terminal Inverted Repeats, TIRs)和3bp靶位点重复(Target Site Duplications, TSDs),PhPIF-1转座子也含有2个开放阅读框(Open Reading Frames,ORFs),其中一个编码假定转座酶,具有来自植物基因组PIF/Harbinger家族典型的完整DDE结构域,另一个开放阅读框编码DNA结合蛋白,在这个ORF中含有7个终止密码子和2个移码突变,因此推测PhPIF-1转座子没有转座活性。本课题组克隆的3个MLE转座子,它们结构完整,序列保守。我们选取有丰富变型的毛竹为实验材料,利用SSAP (sequence-specific amplification polymorphism)技术研究转座子活动对毛竹及其变型基因组多态性的影响,一共扩增到356条带,其中有160条带是多态性条带,多态性的比率是44.9%,实验证明MLE转座子在毛竹及其变型基因组中广泛分布。毛竹在其适应环境和引种栽培过程中产生了很多变型,如叶色、杆色以及杆形等的变化,但这些变化不能稳定遗传,当外界环境改变时,这些变形就可能发生回复突变。推测转座子活动与毛竹表型变化存在着某种联系,因此挑取部分多态性片段测序,发现有4个插入位点位于基因内部,可能影响了基因表达模式的改变,但是没有找到毛竹表型变化与转座子活动存在直接联系的证据。
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