原生动物基因组转座元件的研究进展

转座元件是一类广泛分布于真核生物的可移动的遗传因子, 可以引起基因重组和变异, 在物种进化及遗传改良中起着重要作用。针对近年来原生动物全基因组序列中大量发现的转座元件, 文章着重比较了转座元件在锥虫、利什曼虫、微孢子虫、变形虫和滴虫基因组序列中的存在种类、分布特征及其功能意义。原生动物转座元件以LINE 和SINE为主, 其次是DNA转座元件和LTR反转座元件, 部分转座元件在高A+T含量区富集, 预示着转座元件与基因组序列A+T含量有着紧密联系。根据不同种微孢子虫基因组之间转座元件的差异, 推测在微孢子虫基因组进化过程中, 至少经历了一次转座元件的丢失事件。最后对转座元件在原生动物寄生虫的进一步研究和应用作了展望。     

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。     

植物基因组中微型反向重复转座元件研究进展

微型反向重复转座元件(miniature inverted repeat transposable element,MITE)是一类特殊的转座元件,在结构上与有缺失的DNA转座子相似,但具有反转录转座子高拷贝数的特点.MITE时常与基因相伴,对基因调控可能起重要作用,因此,MITE正逐渐成为基因和基因组进化及生物多样性研究的一种重要工具.本文综述了植物基因组MITE的结构、分类、活性及其应用研究进展.     

高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段.转座元件一度被视为基因组内的"垃圾"或"自私DNA",长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨.已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据.近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的"控制元件"发挥重要的调控作用.在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化.本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结.     

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.     

综述: 高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段．转座元件一度被视为基因组内的“垃圾”或“自私DNA”,长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨．已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据．近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的“控制元件”发挥重要的调控作用．在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化．本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结．     

转座元件、表观遗传调控与细胞命运决定

转座元件是哺乳动物基因组内含量最多的元素.尽管转座元件的存在对基因组稳定性具有潜在的危险,但它们同时还是潜在的基因调控序列、蛋白质编码序列和染色质结构序列,并参与物种进化过程.因此,基因组中转座元件的有害性和有益性保持着谨慎的平衡,并且这种平衡主要由表观遗传修饰来调控.本文详细介绍了异染色质类型表观遗传修饰如H3K9m...     

植物抗病基因的进化

植物抗病基因在进化中形成了几种共有的进化形式。植物祖先抗病基因的复制创造了新基因座。基因间和基因内重组导致了变异,也导致了新特异性抗病基因的产生。另外,与特异性识别相关的富含亮氨酸重复区顺应于适应性选择。同样,类转座元件在抗病基因座中的插入加速了抗病基因的进化。随着抗病基因的进化,抗病反应也呈现出多样化,代表着植物与病原物动态进化的不同阶段。     

可转座基因与植物基因组多样性

高等植物基因组含有大量各式各样的串联重复序列和出现频率很高的散布重复序列,如转座子、反转座子、短散布核元件和一些新发现的小型转座子等,它们当中的大多数是具有移动能力的可转座基因.这些可转座基因在漫长的进化过程中对基因和基因组多样性的形成所起的作用,成为近年来分子生物学领域中的重要研究内容.     

植物LTR-反转座子中Orf1基因的分子进化

LTR-反转座子是植物基因组的主要组成部分。它们在结构上非常保守, 通常含有gag和pol两个基因, 是完成其转座过程所必需的。在前期研究中, 本项目组对大豆基因组SARE转座子家族进行了详细的分析。结果表明, 该家族的拷贝中还存在第3个基因——Orf1。文章借助生物信息学的研究方法, 对33个已测序的基因组进行了全基因组注释。结果发现, 在7个植物基因组(桉树、杨树、棉花、大豆、百脉根、亚麻和苜蓿)中, 部分LTR-反转座子元件在gag基因的上游存在约1~2 kb未知的Orf1基因或基因片段。这类转座子多数在0~3百万年内插入到其所在的寄主基因组中, 但它们在不同物种中的分子结构、发生的频率、扩增的强度和活跃的时期等方面差异较大。系统进化树分析表明, 这类具有特殊结构的转座子较整齐的聚类到双子叶植物的一个进化分支上, 表明它们可能是部分双子叶植物在进化过程中所产生的。不同物种间的相对保守性、大量拷贝的转录活性以及可能存在的多个功能结构域, 提示Orf1基因可能具有一定的生物学功能。     

明尼苏达被毛孢中活跃扩张的HmHeli1转座元件

Helitron是真核生物中存在的一种以滚环方式进行复制的转座元件,关于其对动植物基因组的影响已有深入分析,而在真菌中则鲜有报道。本文对大豆囊孢线虫的生防菌——明尼苏达被毛孢Hirsutella minnesotensis中的Helitron转座元件进行了系统分析,发现该真菌中存在两类自主的Helitron元件HmHeli1和HmHeli2;其中HmHeli1不仅具有保守的末端序列和结构,而且编码序列高度相似,甚至完全一致的Rep Hel转座酶,表明其在基因组中发生了近期扩张并依旧活跃。HmHeli1符合Helitron2元件的结构及编码特征:5′和3′末端分别存在保守序列"TCAG"和"TATTTT",3′末端存在富含GC的发卡结构,近末端存在不对称的反向重复序列;编码的转座酶包含锌指、Rep和Helicase结构域,但不包含核酸内切酶结构域。HmHeli1优先同向插入基因富集区,甚至功能基因内部,插入位点存在一个短的富含AT的序列。HmHeli1不具主动捕获基因的能力,但可被动接受其他转座元件的插入。HmHeli1是一种结构独特、极具扩张力的DNA转座元件,不仅在明尼苏达被毛孢基因组进化中发挥着重要作用,并且具有开发为通用遗传分析工具的潜能。     

植物中的反转录转座子及其应用

反转录转座子是植物中最不稳定的遗传元件之一,它们对基因组的大小、结构、功能和进化都有重要作用。本文综述了近年来对植物反转录转座子类型和结构、在基因组中表达、调控、转座活动、进化等方面的研究进展,讨论了它们在遗传研究中的应用前景。 Abstract:Retrotransposons are one of the most unstable genetic elements in the plant kingdom,they have the potential to dramatically affect gene function and host genome structure.The current status of their types and structure,expression regulation,transposition,and evolution are reviewed.Their potential as genetic tools are also discussed.     

植物转座子与基因表达调控

植物转座子是植物基因组中可移动的DNA重复序列,在植物基因组进化、基因表达调控、系统发育和遗传多样性评价方面具有重要作用。综述了植物转座子分类、起源和转座机制以及转座子与宿主基因组间的表观遗传互作,阐述了不同转座子对基因表达调控方式,并对今后研究前景进行了展望,旨为全面了解植物转座子的功能提供参考。     

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.     

植物古基因组学研究进展

植物古基因组学是基因组学一个新兴分支,从现存物种中重建其祖先基因组,推断在古历史中导致形成现存物种的进化或物种形成事件。高通量测序技术的不断革新使测序读长更长、更准确,加快了植物参考基因组序列的组装进程,为古基因组学研究提供了大批量可靠的现存物种的基因组序列资源。全基因组复制(whole-genome duplication, WGD)亦称古多倍化,使植物基因组快速重组,丢失大量基因,增加结构变异,对植物进化极其重要。本文综述了植物基因组测序与组装研究进展、植物古基因组学的原理、植物基因组WGD事件以及植物祖先基因组进化场景,并对未来植物古基因组学研究进行了展望。     

LINE-1在肿瘤早期诊断和治疗中的研究与应用

长散布元件-1(long interspersed elements-1,LINE-1)约占人类基因组的17％,是人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子.LINE-1可通过逆转录转座过程插入到新的基因位点上,从而会导致基因组的不稳定.因而机体对LINE-1的复制和转座有着严格的限制,在正常体细胞中几乎检测不到LINE...     

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…     

植物基因组中的非LTR反转录转座子SINEs和LINEs

反转录转座子是基因组进化的推动者之一。分为LTR和非LTR两种类型。前者是真核基因组的主要组分,结构和转座方式与逆转录病毒类似。后者是最初发现于动物基因组新近发现在植物基因组中也广泛存在的新型重复序列,包括LINEs(long interspersed nuclear elements)和SINEs(short interspersed nuclear elements)两个亚型。它们大多因自身或受宿主基因组的调控而失去转座活性。其转座机理目前还不十分清楚,推测LINEs可以自主转座,SINEs依赖其他转座子被动转座。种系分析认为LINEs可能是最古老的反转录转座子,SINEs的起源未知。文章对以上内容进行了归纳和讨论。     

基因重复研究进展

基因复制是基因通过不等交换,反转录转座或由全基因组复制等途径产生一个与原基因相似的基因或碱基序列,它与生物体基因组大小的进化、新基因的起源、物种的分化以及基因抗突变的能力大小等都密切相关。本文综述了复制基因的产生和保留机制、选择作用、分化的途径以及复制基因进化速率等方面的相关研究,揭示了基因复制对于生物进化的重要性,以引起大家对该领域的了解与关注。关键词：基因复制;复制基因;不等交换;反转录转座;全基因组复制     

石榴WRKY基因家族全基因组鉴定与表达分析

WRKY蛋白是一类在植物生长发育过程及生物与非生物胁迫过程中起重要调控作用的转录因子。该研究利用石榴全基因组数据,采用生物信息学的方法,对石榴WRKY转录因子家族成员蛋白理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白互作及基因共表达和转录组表达模式进行系统分析。结果共鉴定出69个PgWRKY基因;分组鉴定和进化分析显示WRKY蛋白可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ共三大类型。顺式作用元件分析表明,PgWRKY基因广泛参与到非生物胁迫中;蛋白互作网络与共表达分析暗示PgWRKY基因在同一胁迫应答中可能作用一致并同时诱导表达;RNA-Seq数据分析表明,PgWRKY基因有一定的组织表达特异性,广泛参与植物营养、生殖生长以及根部逆境胁迫应答过程。