逆转座子对灵长目动物基因组结构的影响

逆转座子(retroposon)是动物基因组中一类可移动的元件,它们首先通过转录产生一个RNA拷贝,然后利用逆转录酶将该RNA拷贝逆转录为c DNA后,再插入到基因组的新位点上。逆转座子在动物基因组中含量极为丰富,种类也很繁多,并随着动物进化在基因组中不断扩增。它们可通过形成插入突变、侧翼序列转导、基因逆转座、DNA断裂与修复、异常重组等机制对动物基因组结构的稳定性产生重要影响,并成为推动基因组进化的重要动力。本文综述了灵长目动物主要的逆转座子类型及其对基因组结构的影响方式,从而为深入理解逆转座子在灵长目动物基因组中的功能及灵长目动物的进化提供参考。     

家蚕LTR逆转录转座子的鉴定、分类及系统发育分析

转座子是真核生物基因组的重要组成成分。为了研究家蚕Bombyx mori长末端重复序列 (long terminal repeat, LTR)逆转录转座子的分类及进化, 本研究采用de novo预测和同源性搜索相结合的方法, 在家蚕基因组中共鉴定出了38个LTR逆转录转座子家族, 序列长度占整个基因组的0.64%, 远小于先前预测的11.8%, 其中有6个家族为本研究的新发现。38个家族中, 26个家族有表达序列标签 (expression sequence tag, EST)证据, 表明这些家族具有潜在的活性。对有EST证据的6个家族和没有EST证据的5个家族用RT-PCR进行了组织表达谱实验, 结果表明这11个家族在一些组织中有表达, 这进一步证实了这些家族具有转录活性, 基于此我们推测家蚕中大部分的LTR逆转录转座子家族很可能具有潜在活性。对转座子的插入时间进行估计, 结果表明绝大部分元件都是最近1百万年内插入到家蚕基因组中的。我们还比较了黑腹果蝇Drosophila melanogaster、 冈比亚按蚊Anopheles gambiae和家蚕B. mori中Ty3/Gypsy超家族分支的差异, 结果表明不同枝在不同昆虫中有着不同的扩张。家蚕中LTR逆转录转座子的鉴定和系统分析有助于我们理解逆转录转座子在昆虫进化中的作用。     

鸡减蛋综合征病毒（EDSV—76）基因组E1区结构特点分析

ＥＤＳＶ－７６病毒中国株ＡＡ－２经常规方法提取其病毒ＤＮＡ后,建立了限制性内切酶ＰｓｔＩ水解片段的全基因文库。对其中ＰｓｔＩ－Ｇ片段和ＰｓｔＩ－Ａ片段的正反链进行序列测定,获得ＥＤＳＶ Ｅ１区（０－８．８ｍ．ｕ）的核苷酸序列。经分析,ＥＤＳＶ Ｅ１区具有与其他腺病毒Ｅ１区类似的结构。以大于６０个氨基酸残基为标准,ＥＤＳＶ Ｅ１区共有７个开放读码框架（ＯＲＦ）,其中Ｒ１、Ｒ２、ＥｌｂｓＴ和Ｅ１ｂ１Ｔ     

水稻资源开花期耐热性的全基因组关联分析

水稻在开花期对高温非常敏感,挖掘耐热种质并解析耐热性的遗传机制,有助于水稻的耐热性遗传改良.本研究选取205份国内外种质资源,在抽穗开花期对遇高温的稻穗进行标记,以高温下标记穗的结实率作为耐热指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因.结果 表明:不同水稻种质的耐热性差异明显,高温下的结实率最低为...     

SMARCA1基因组结构鉴定及其在Smith-Fineman-Myers综合征家系中的突变分析

为探讨SMARCA1基因在中国山东SFMS家系患者发生中的作用,采用计算机杂交结合DNA序列分析方法,首先确定了SMARCA1基因的基因组结构,发现该基因的基因组DNA全长超过71．7kb,含有24个外显子和23个内含子,所有外显子和内含子接头皆遵循GT-AG法则,基因组结构的阐明,为进行基因突变检测和分析其生物学功能奠定了基础。在以上分析的基础上,通过PCR扩增结合测序分析,对在山东省发现的1个SFMS家系患者的SMARCA1基因的全部外显子和外显子内含子接头序列进行了基因突变检测,未检测到导致疾病的突变,提示中国山东SFMS家系患者不是由于SMARCA1基因编码区域内基因突变所致。     

拟南芥和水稻金属蛋白酶ftsH基因家族的基因组比较分析

FtsH(Filamentation temperature-sensitive H)是一种广泛存在于原核生物和真核生物中的ATP依赖型金属蛋白酶。同源性分析表明,在拟南芥和水稻基因组中分别有12个和9个ftsH基因。ftsH基因在染色体上的分布有明显的偏爱性,如拟南芥的1、2、5号染色体和水稻的1、5号染色体。亚细胞定位分析表明,所有FtsH蛋白均定位于叶绿体或线粒体中。系统进化分析表明,21个FtsH蛋白成员可分为8个类群,其中AtFtsH12在水稻中没有发现种间同源物。每个类群成员的蛋白序列高度保守,种内同源物显示出大于80%的相似性,而种间同源物的相似性也大于70%。类群内的同源基因并非平行进化产生的,拟南芥基因组中进化出AtftsH1/5、AtftsH2/8、AtftsH3/10和AtftsH7/9共4个同源基因对,而水稻基因组中只有OsftsH3/8和OsftsH4/5两个同源基因对。每一类群中的成员在基因外显子-内含子边界分布上表现出高度保守性,在蛋白功能结构域的可变残基上具有偏爱性,而内含子在碱基组成和序列长度上表现出广泛的变异。拟南芥和水稻ftsH基因家族的比较分析为其他物种ftsH基因的特...     

水稻转基因系"明恢63-Xa21"的基因组分析

植物基因工程研究已经建立了多种转基因的方法 ,这些方法包括农杆菌侵染[1 ] 、粒子轰击[2 ] 、电激转化和原生质体培养[3 ] 等。研究人员希望通过这些方法 ,将功能外源基因整合到受体基因组 ,而同时不引起其它性状的变化。已有的研究表明 ,各种转基因系统均能成功地将外源基因整合到受体基因组并能稳定地遗传到后代[1～ 3 ] 。然而通常情况下人们主要关注目标性状的变化 ,而对受体基因组的其它变化研究较少。事实上许多转基因植物发生了不希望出现的变异[4,5] 。已建立的各种分子标记如ＳＳＲＰ(简单序列重复多态性 ) [6] 、ＲＡＰＤ(随机…     

γ射线辐射诱导水稻突变体的基因组变异分析

辐射诱变技术广泛应用于水稻种质资源创新.为了明确辐射诱导突变的分子机制,采用二代高通量测序技术对水稻品种黄华占经辐射诱导获得的一个突变体湘辐1821进行全基因组变异分析.与参考序列蜀恢R498相比,在黄华占和湘辐1821中分别检测到758215和799434个单核苷酸多态性位点(SNPs),142313和147686个...     

水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因的序列和表达分析

以水稻(Oryza sativa)品种Cpslo17幼穗为材料,通过RT-PCR克隆了长度为698bp的编码水稻细胞质铜锌超氧化物歧化酶基因(OsCu/Zn-SOD)。序列分析表明其覆盖基因完整编码框,编码由152个氨基酸组成的蛋白,它与玉米(Zea maize)Cu/Zn-SOD基因序列的相似率为88%。TargetP和ChloroP预测编码蛋白N端无信号肽序列,且此编码区段有8个外显子和7个内含子。利用Swiss-Model站点预测OsCu/Zn-SOD三维结构,并分析其铜锌离子结合位点的结构。RT-PCR结果表明OsCu/Zn-SOD在水稻不同品种均有表达,但表达量存在差异,OsCu/Zn-SOD在Cpslo17的分裂旺盛的幼嫩组织如幼穗、开花期花序和未成熟种子中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,在愈伤组织中表达微弱。     

Genome Sequencing and Identification of Gene Function in Rice

Rice is known to be one of the most important crops for human consumption. As the model cereal crop, large-scale sequencing of rice genome must play quite important roles both in theoretical research and practical application in rice breeding, which announces the opening of another new way to resolve the world food crisis. At present, the emphasis of rice genome research has been transferred from structure genomics to functional analysis. The discovery of new genes and annotation of gene function was believed to be an important issue in functional genomics research. In this article, the sequencing and functional research of the rice genome were reviewed. These results may provide some useful clues for rice genetic engineering and breeding practices.     

水稻基因组测序及基因功能的鉴定

水稻是重要的粮食作物。作为单子叶模式植物,水稻基因组的大规模测序具有巨大的理论价值和现实意义。目前已获得了籼稻“93—11”和粳稻“日本晴”高质量的基因组数据,这为在基因组水平上深入研究其生长、发育、抗病和高产等的遗传机理提供了便利,从而为进一步解决世界粮食危机提供了新的突破口和契机。随着水稻基因组计划的顺利结束,其研究重心也已由建立高分辨率的遗传、物理和转录图谱为主的结构基因组学转向基因功能的研究。结构基因组学研究获得的大量序列数据为揭示和开发功能基因开辟了广阔的前景。目前,利用图位克隆和电子克隆等方法已成功分离了多个水稻抗病、抗虫、抗逆境、抗倒伏、高产、优质等重要农艺性状相关的基因,对培育水稻新品种,促进农业的可持续发展意义重大。据估计,水稻至少拥有3．7万个非转座因子相关的蛋白编码基因。因此,完成全基因组序列测定后,重要基因功能的鉴定已成为当前基因组学研究的主要目标。反向遗传学、大规模基因功能表达谱分析和蛋白质组研究等策略已在研究水稻重要基因的功能方面发挥了重要作用。文章综述了水稻基因组测序及基因功能研究的现状,并就新基因发掘和基因功能注释的方法作了评述,期待为水稻遗传工程和育种实践提供参考。     

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。     

Unearthing LTR Retrotransposon gag Genes Co-opted in the Deep Evolution of Eukaryotes

LTR retrotransposons comprise a major component of the genomes of eukaryotes. On occasion, retrotransposon genes can be recruited by their hosts for diverse functions, a process formally referred to as co-option. However, a comprehensive picture of LTR retrotransposon gag gene co-option in eukaryotes is still lacking, with several documented cases exclusively involving Ty3/Gypsy retrotransposons in animals. Here, we use a phylogenomic approach to systemically unearth co-option of retrotransposon gag genes above the family level of taxonomy in 2,011 eukaryotes, namely co-option occurring during the deep evolution of eukaryotes. We identify a total of 14 independent gag gene co-option events across more than 740 eukaryote families, eight of which have not been reported previously. Among these retrotransposon gag gene co-option events, nine, four, and one involve gag genes of Ty3/Gypsy, Ty1/Copia, and Bel-Pao retrotransposons, respectively. Seven, four, and three co-option events occurred in animals, plants, and fungi, respectively. Interestingly, two co-option events took place in the early evolution of angiosperms. Both selective pressure and gene expression analyses further support that these co-opted gag genes might perform diverse cellular functions in their hosts, and several co-opted gag genes might be subject to positive selection. Taken together, our results provide a comprehensive picture of LTR retrotransposon gag gene co-option events that occurred during the deep evolution of eukaryotes and suggest paucity of LTR retrotransposon gag gene co-option during the deep evolution of eukaryotes.