转座子标签法克隆分离植物基因的研究进展

转座子标签法是克隆与分离植物基因的一项十分有效的方法。概述了转座子标签技术克隆与分离植物基因的基本原理与方法 ,介绍了可用于转座子标签技术的转座子 ,对于转座子标签系统以及在克隆与分离异源植物基因方面的主要成就进行了综述 ,并对将来的研究方向进行了讨论。     

Mutator转座子及MULE在植物基因与基因组进化中的作用

Mutator（Mu）转座子是植物中已发现的转座最活跃的转座子,其高的转座频率及趋向于单拷贝功能基因转座的特性,使该转座子成为玉米功能基因克隆的主要方法.Mu转座子的同源类似因子广泛存在于被子植物基因组中,而且同一基因组中往往具有多种变异类型.它不仅具有其他DNA转座子在基因和基因组进化中的普遍作用,而且具有能够承载基因组内功能基因和基因片段的载体功能,这种载体Mu转座子（Pack-MuLEs）能够在基因组内移动众多的基因片段,从而对基因和基因组进化产生作用.Mu转座子的同源序列发生在水稻与狗尾草之间的水平转移提供了高等植物核基因水平转移的首个例证.对Mu转座子的了解促进了我们对动态基因组概念的认识.文章对Mutator转座子的发现、转座特征、基因标签应用等的研究进展进行了综述,对Mu转座子家族的同源序列进行了分类,讨论了该转座子在基因组进化中的作用,分析了应加强研究的问题.     

水稻转座子研究进展

转座子是植物基因组的重要组成部分,对于研究植物基因组进化等具有重要意义。随着水稻全基因组测序计划的开展和完成,水稻转座子研究取得了极大进展,目前已经在水稻基因组中发现了几乎所有类型的转座子,约占水稻基因组的35%。在正常情况下,大多数水稻转座子不具有转座活性,但是在特定的条件下（如组织培养或辐射等）,水稻基因组中沉默的转座子可以被激活,从而可能导致插入突变并影响基因的表达。在水稻中已鉴定出6个有活性的转座子,其中Tos17已被应用到水稻功能基因组研究中。转座子序列的新的分子标记转座子展示（transposon display,TD）现已被开发,并在水稻遗传作图和遗传分化研究中得到应用。     

水稻转座子研究进展

转座子是植物基因组的重要组成部分, 对于研究植物基因组进化等具有重要意义。随着水稻全基因组测序计划的开展和完成, 水稻转座子研究取得了极大进展, 目前已经在水稻基因组中发现了几乎所有类型的转座子, 约占水稻基因组的35%。在正常情况下, 大多数水稻转座子不具有转座活性, 但是在特定的条件下(如组织培养或辐射等), 水稻基因组中沉默的转座子可以被激活, 从而可能导致插入突变并影响基因的表达。在水稻中已鉴定出6个有活性的转座子, 其中Tos17已被应用到水稻功能基因组研究中。转座子序列的新的分子标记转座子展示(transposon display, TD)现已被开发, 并在水稻遗传作图和遗传分化研究中得到应用     

植物基因工程中的转座子标签

195 1年ＢａｒｂａｒａＭｃｌｉｎｔｏｃｋ首先在玉米中发现了控制元件 ,后来命名为转座元件或转座子 (ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ)。转座子是基因组中一段可移动的ＤＮＡ序列 ,可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。这一元件不仅可用于分析生物遗传进化上分子作用引起的一些现象 ,还为基因工程和分子生物学研究提供了强有力的工具 ,可以在不了解基因产物的生化性质和表达模式的情况下 ,分离克隆植物基因 ,即转座子标签 (ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎｔａｇｇｉｎｇ) ,又称为转座子示踪法。其原理是利用转座子的…     

转座子衍生基因的演变途径及对生物生长发育的影响

转座子(transposable elements,TEs)是指在基因组上能从同一条染色体的一个位置转移到另一个位置或者从一条染色体转移到另一条染色体上的一段DNA序列。广泛存在于基因组中的转座子通过复制、动员、重组基因片段以及修改原基因结构形成的新基因,被称为转座子衍生基因。该文综述了转座子衍生基因与转座子和常规基因的异同以及转座子衍生基因的演变途径,归纳了转座子衍生基因对宿主基因进化,以及对生物生长发育的影响。     

植物转座子及其在番茄功能基因组的应用

转座子作为插入突变原或分子标签被广泛应用于基因的分离和克隆,已成为发现新基因和基因功能分析的有效工具。该文综述了植物转座子及其在基因分离中的研究进展,并讨论其在番茄功能基因遗传资源、功能基因组分离等研究中的应用。     

转座子标签法克隆基因的改进——sAc/Ds双系统法

1　转座子及转座子标签法克隆基因基因标签法克隆植物组织中的基因是较为常用的一种方法 ,T-DNA和转座子均可作为基因标签。转座子最早由美国的细胞遗传学家 Mc-clintock在玉米中发现 ,它是指基因组中一段特定 DNA片段 ,能在转位酶的作用下从基因组的一个位点转移到另一个位点。转座子不仅能在本基因组中转座 ,也能转入其它植物的基因组中。转座的结果是使被转入的基因失活 ,从而有效地诱导产生表型突变株。然后构建一个对应于突变株的基因库 ,用作标签的转座子作为探针从基因库中筛选相对应的克隆 ,分离得到相对应于变异的基因 ,这就是…     

玉米转座子,GBSSI基因及表达研究进展

与淀粉结合的淀粉合成酶 (ＧＢＳＳＩ)基因又叫做腊质基因 (Ｗｘ) ,是在小麦、水稻、玉米、马铃薯、木薯等植物中决定直链淀粉合成的基因。玉米中ＧＢＳＳＩ基因因其突变形成等位基因是由转座子诱发形成的 ,对转座子及ＧＢＳＳＩ基因特征化的研究 ,将对玉米近二十年来停止不前的单产提高问题及淀粉品质改良起着至关重要的作用。1　转座子与ＧＢＳＳＩ基因早在 1 943年Ｓｐｒａｇｕｅ[1] 等识别了玉米Ｗｘ基因位点 ,并证明了其决定胚乳和花粉中直链淀粉的合成。Ｎｅｉｓｏｎ和Ｒｉｎｅｓ[2 ] 及Ｔｓａｉ[3] 分别在 1 96 2年和 1 974年分别证…     

植物转座子

在简要介绍转座子的种类、结构和特性的基础上,综述了利用转座子诱变、基因标签和克隆方面的研究进展。     

植物反转录转座子的研究进展

反转录转座子是生物界中存在的一类可移动的遗传因子,其转座功能通过RNA介导反转录来实现.它在植物界中普遍存在,并在植物基因和基因组进化中扮演了一个极其重要的角色.概述了植物反转录转座子的类型结构及作为遗传工具在生物学中的作用.     

植物转座子及其在功能基因组学中的应用

转座子作为插入突变原或分子标签被广泛应用于基因的分离和克隆,且因其 独特的性质已成为发现新基因和基因功能分析的有效工具。本文综述了植物转座子及其作为基因分离和克隆工具的研究进展,并讨论其在植物基因功能研究方面的应用。 Abstract:Transposons have been widely used for gene isolation and gene cloning as insertional mutagens or molecular tagging.Furthermore,due to special characteristics of transposons,transposons techniques will be a powerful tool for new gene discovery and gene functional analysis.This paper reviewed the developments of plant transposons in gene isolating and cloning,as well as its use in studying gene function in plant.     

低能离子束促进小麦copia-反转录转座子的转录与转座

LTR-反转录转座子是真核基因组重要的组成部分,能通过RNA中间体完成在基因组上的转座。小麦种子受低能氮离子束注入后能促进其反转录转座子的转录,经不同剂量的氮离子束注入的种子发芽24h和48h后,其中的copia-反转录转座子的转录都有不同程度的提高,最高可达到对照的40倍。用基于反转录转座子扩增多态性和反转录转座子微卫星扩增多态性2种分子标记技术扩增经低能氮离子注入后的小麦DNA,指纹图谱显示出了一定的多态性,这说明低能氮离子束激活了小麦中反转录转座子的转座活性。转座子转录活性的增强可调节其邻近基因的表达和mRNA的拼接,反转录转座子插入到基因组上新的位点后,使基因组上的基因发生了重排,这种重排可能表现为植物表型的改变。因此,推测反转录转座子的转录活性提高和转座激活是产生低能离子束注入生物效应的重要原因之一。     

植物反转录转座子及其在功能基因组学中的应用

高等植物中的反转录转座子是构成植物基因组的重要成分之一.它分病毒家族和非病毒家族两类,病毒家族包括反转录病毒和类似于反转录病毒的非病毒转座子,病毒家族中的反转录转座子可再细分为Ty3-gypsy类和Ty1-copia类;非病毒家族可细分为LINE类和SINE类.正常情况下大部分反转录转座子不具有活性,某些生物或非生物因素胁迫可激活部分反转录转座子转座.反转录转座子自身编码反转录酶进行转录,以"拷贝-粘贴"的转座模式导致基因组扩增和进化.具有活性的反转录转座子通过插入产生新的突变,可作为一种基因标签技术,应用于功能基因组学研究,并成为研究植物基因功能和表达的重要技术平台.本文综述了近几年来在植物反转录转座子方面的研究进展,主要包括植物反转录转座子的结构、特征、活性及其对基因组的影响和它们在功能基因组学中的应用.     

高等植物helitron转座子的研究进展

作为重复序列的一种主要类型,转座子在高等植物基因组中具有相当丰富的DNA含量,在改变基因结构、调节基因表达、影响基因组进化,以及创造新基因的过程中扮演着重要的角色。Helitron转座子是DNA转座子的一种,在转座过程中经常捕获基因或基因片段,以及插入到基因附近或基因内部,因此在改变基因组构成、影响基因组的进化过程以及改变基因型和表型等方面起着重要作用。该文对国内外近年来有关植物基因组中helitron转座子的结构特征、鉴定和分类方法、基因组中的含量和在染色体上的分布,以及转座扩增和基因片段的捕获等方面的研究进展进行了综述,并对helitron转座子研究过程中存在的问题进行了讨论,对今后helitron相关的研究进行了展望。     

转座酶的人工改造与修饰

转座子是基因组中能发生移动和自主复制的DNA片段,随着人们在分子水平上对转座子结构和功能认识的不断深化,许多转座子已被改造为遗传分析的工具应用于基因功能分析、基因转化和基因治疗。然而,天然转座子的转座能力不高是转座子的开发和利用的主要障碍,近几年来,科学家们运用生物信息学和蛋白质工程相结合的方法来构建活性的转座酶,通过氨基酸优化的方法获得自然界不存在的超活性的转座酶,显著地提高了转座子的转座效率,应用于植物转基因和基因标签技术;另一方面,通过蛋白质融合技术构建转座酶嵌合体,改造转座子插入特性,实现其插入位点的人工调控,应用于基因治疗。     

piRNA抑制基因转座的分子机制

转座子是一类可以在染色体上或不同染色体间自由移动的DNA。在高等生物中,处于活跃状态的转座子多为通过RNA中间体进行转座的逆转录转座子。由于逆转录转座子在细胞基因组中占有很高的比例,它的频繁转座能引起细胞基因组结构和功能的改变,导致癌症等严重基因疾病的发生,因此宿主细胞在长期的进化中形成了多种自我保护机制用以控制逆转录转座子活性。属于非编码小RNA的piRNA以其独特的机制在转录及转录后水平控制逆转录转座子RNA中间体的产生,抑制了逆转录转座过程的发生。本文总结了近年来piRNA控制转座子转座相关分子机制的研究进展,以期为转座子及基因调控方面的研究工作提供一些参考。     

白菜和甘蓝基因组转座子表达及其对基因调控的潜在影响

转座子或转座元件是大多数真核生物基因组的主要组成成分。甘蓝(Brassica oleracea)基因组比白菜(B. rapa)大主要是转座子的扩增差异造成的。然而, 这两个芸薹属近缘物种转座子表达水平以及对基因的调控和功能的影响目前还不清楚。文章对白菜和甘蓝叶、根、茎3个器官的转录组数据进行了初步分析。结果显示, 转座子的表达量很低, 转录组reads中有1%来自转座子的转录本; 转座子的表达存在器官差异, 且不同类别和家族的转座子表达量相差很大, 相同类别和同一家族的转座子在白菜和甘蓝基因组中的表达活性也不相同。进一步鉴定到转录读出的LTR反转座子, 其与下游基因距离小于2 kb的有41个, 小于100 bp的有9个, 这些LTR的转录读出很可能通过正义或反义的转录本激活或干扰下游基因的表达。同时, 具有转录读出的intact LTR比solo LTR具有更强的读出活性。通过深入分析转座子的插入位点发现, 白菜基因组中转座子插入基因内部的频率比甘蓝基因组中的高; 与反转座子相比, DNA转座子更偏向于插入或保留在基因的内含子当中。这些结果为认识转座子对其他蛋白编码基因的影响提供了基础。     

转座子来源的植物长链非编码RNA

转座子是基因组的重要组分, 影响基因组的结构与稳定。长链非编码RNA (lncRNA)在转录及转录后水平调控多个生物学过程。转座子与lncRNA是物种进化的重要驱动力。含有转座子序列的lncRNA在自然界广泛存在。该文对植物lncRNA的发掘策略和功能研究进行概述, 围绕植物转座子来源lncRNA (TE-lncRNA)的分布和功能展开综述, 并对植物TE-lncRNA的调控机制、表观修饰及育种潜势等进行探讨与展望。     

植物活性长末端重复序列反转录转座子研究进展

长末端重复序列(Long terminal repeat,LTR)反转录转座子是真核生物基因组中普遍存在的一类可移动的DNA序列,它们以RNA为媒介,通过"复制粘贴"机制在基因组中不断自我复制。在高等植物中,许多活性的LTR反转录转座子已被详尽研究并应用于分子标记技术、基因标签、插入型突变及基因功能等分析。本文对植物活性LTR反转录转座子进行全面的调查,并对其结构、拷贝数和分布以及转座特性进行系统的归纳,分析了植物活性LTR反转录转座子的gag(种属特异抗原)和pol(聚合酶)序列特征,以及LTR序列中顺式调控元件的分布。研究发现自主有活性的LTR反转录转座子必须具备LTR区域以及编码Gag、Pr、Int、Rt和Rh蛋白的基因区。其中两端LTR区域具有高度同源性且富含顺式调控元件;Rt蛋白必备RVT结构域;Rh蛋白必备RNase_H1_RT结构域。这些结果为后续植物活性LTR反转录转座子的鉴定和功能分析奠定了重要基础。