發(fā)布時間：2017-10-01 16:05

  本文關(guān)鍵詞：棉鈴蟲非自主性Helitron轉(zhuǎn)座子HaLep1的鑒定與水平轉(zhuǎn)移研究

  更多相關(guān)文章： 棉鈴蟲 自主性 Helitron 座子 HaLep1 鑒定 水平 轉(zhuǎn)移 研究

【摘要】：轉(zhuǎn)座子廣泛分布于幾乎所有真核生物基因組中,轉(zhuǎn)座子的插入能夠影響宿主基因的結(jié)構(gòu)、功能和表達,是基因組進化的重要動力。水平轉(zhuǎn)移是指遺傳物質(zhì)在具有生殖隔離的物種間的橫向移動。盡管目前在多細胞真核生物間發(fā)生轉(zhuǎn)座子水平轉(zhuǎn)移的例子已經(jīng)有200多個,但其機制尚不完全明確。Helitron是最近發(fā)現(xiàn)的一個轉(zhuǎn)座子超家族,不同于典型的DNA轉(zhuǎn)座子,Helitron轉(zhuǎn)座子在整合到宿主基因組的過程中沒有發(fā)生靶標(biāo)位點重復(fù),也不產(chǎn)生末端重復(fù)序列。本文以非自主性Helitron轉(zhuǎn)座子Lepl為研究對象,利用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)方法,研究其在鱗翅目昆蟲中的分布,以及在鱗翅目昆蟲、非鱗翅目昆蟲和物種間的水平轉(zhuǎn)移及其機制,研究結(jié)果對于揭示昆蟲Helitron轉(zhuǎn)座子的分子進化機制具有重要意義,同時也將為鱗翅目昆蟲的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系研究提供重要的理論依據(jù)。以通過基因組步移方法獲得的位于棉鈴蟲Helicoverpa armigera細胞色素P450基因CYP6AE12翻譯起始密碼子上游756bp的HaLep1_1作為信息探針,通過Blastn分析在nr/nt (nucleotide collection)數(shù)據(jù)庫中鑒定了21個與HaLep1_1具有高度相似性的棉鈴蟲HaLep1全長序列,分別命名為HaLep1_2—HaLep1_22。多重序列比對發(fā)現(xiàn),這些序列都具有Lepl轉(zhuǎn)座子的典型結(jié)構(gòu),包括5’-TC和3’-CTRY特征序列以及位于獲得序列3’-末端的CTRR基序,并且插入宿主基因組的A、T堿基之間。系統(tǒng)發(fā)生分析發(fā)現(xiàn),棉鈴蟲Lepl轉(zhuǎn)座子可以分為3個主要支系,支系A(chǔ)(HaLep1A)包括6個HaLep1轉(zhuǎn)座子,支系B (HaLep1B)和C (HaLep1C)分別包括6個和9個厶aLep1轉(zhuǎn)座子；支系A(chǔ)和支系B轉(zhuǎn)座子與134bp的Lep1一致序列相似性為83%-89%,但支系C轉(zhuǎn)座子與Lep1一致序列相似性只有68%-78%,表明各支系可能獨立轉(zhuǎn)移進入棉鈴蟲基因組。以HaLep1_1為信息探針,對NCBI鱗翅目nr/nt和EST (expressed sequencetag)數(shù)據(jù)庫進行Blastn分析,發(fā)現(xiàn)HaLep1_1與美洲棉鈴蟲Helicoverpa zea和煙芽夜蛾Heliothis virescens序列相似性最高,并且HaLep1的3’端獲得序列都只發(fā)現(xiàn)于美洲棉鈴蟲和煙芽夜蛾中。通過PCR和同源檢索進一步對HaLep1的插入多態(tài)性進行分析發(fā)現(xiàn),在檢測的12個棉鈴蟲個體樣本中存在HaLep11插入的個體占25%,在棉鈴蟲HaLep1_20的旁系同源位點(FP340435)沒有發(fā)現(xiàn)Lep1轉(zhuǎn)座子插入,同樣在美洲棉鈴蟲HaLep18的直系同源位點(DQ788839)也沒有發(fā)現(xiàn)Lep1轉(zhuǎn)座子插入。HaLep1_1在棉鈴蟲不同個體間的插入多態(tài)性表明HaLep1_1可能近期發(fā)生過轉(zhuǎn)座；HaLep1_8在兩個近緣物種中的插入多態(tài)性表明HaLep1_1可能水平轉(zhuǎn)移到棉鈴蟲和美洲棉鈴蟲的共同祖先中,但隨后在美洲棉鈴蟲的直系同源位點該拷貝發(fā)生丟失。以134bp的鱗翅目Lepl一致序列為信息探針,對非鱗翅目昆蟲基因組數(shù)據(jù)庫和NCBI非鱗翅目的WGS (whole genome shotgun)、nr/nt、GSS (genome survey sequences)、HTGS (high throughput genomic sequences)以及EST數(shù)據(jù)庫進行Blastn分析,發(fā)現(xiàn)Lepl轉(zhuǎn)座子存在于2種蚜蟲(豌豆蚜Acyrthosiphon pisum與棉蚜Aphis gossypii)、2種寄生蜂(菜蛾盤絨繭蜂Cotesia vestalis與佛羅里達多胚跳小蜂Copidosoma floridanum)、1種甲蟲(光肩星天牛Anoplophora glabripennis)、2種繭蜂病毒和家蠶微孢子蟲Nosema bombycis等非鱗翅目昆蟲和物種中。Lepl轉(zhuǎn)座子的不連續(xù)分布、在遠緣物種之間高度的序列相似性以及Lepl轉(zhuǎn)座子與其宿主系統(tǒng)發(fā)生的不一致性都表明Lepl轉(zhuǎn)座子發(fā)生了水平轉(zhuǎn)移。其中,家蠶微孢子蟲NbLep1和佛羅里達多胚跳小蜂CfLep1的獲得序列與其鱗翅目昆蟲宿主的序列相似性超過90%,表明宿主與寄生物間的相互作用推動了轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移。此外,還根據(jù)本文數(shù)據(jù)對Lepl轉(zhuǎn)座子水平轉(zhuǎn)移的可能方向和潛在載體開展了討論。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S433
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 文獻綜述11-24
• 1. 轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移11-16
• 1.1 轉(zhuǎn)座子概述11-12
• 1.2 真核生物中轉(zhuǎn)座子水平轉(zhuǎn)移的研究進展12-16
• 2. Helitron轉(zhuǎn)座子研究進展16-23
• 2.1 Helitron轉(zhuǎn)座子的概述16-17
• 2.2 Helitron轉(zhuǎn)座子的鑒定17-19
• 2.3 Helitron轉(zhuǎn)座子的分布19-21
• 2.4 Helitron轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移機制21-23
• 3. 研究的目的和意義23-24
• 1 前言24-25
• 2 材料與方法25-31
• 2.1 供試昆蟲25
• 2.2 昆蟲基因組DNA提取25-26
• 2.3 數(shù)據(jù)庫檢索26-27
• 2.4 棉鈴蟲轉(zhuǎn)座子HaLepl插入多態(tài)性分析27
• 2.5 棉蚜轉(zhuǎn)座子的克隆27-30
• 2.5.1 PCR擴增27
• 2.5.2 PCR產(chǎn)物克隆與測序27-30
• 2.6 序列分析30-31
• 3 結(jié)果與分析31-60
• 3.1 棉鈴蟲Lep1轉(zhuǎn)座子的鑒定及其在近緣種中的分布31-38
• 3.1.1 棉鈴蟲轉(zhuǎn)座子HaLep1的鑒定31-34
• 3.1.2 棉鈴蟲轉(zhuǎn)座子HaLep1在其近緣種中的分布34-36
• 3.1.3 棉鈴蟲轉(zhuǎn)座子HaLep1插入多態(tài)性分析36-38
• 3.2 非鱗翅目昆蟲和物種中Lep1相似序列的鑒定與水平轉(zhuǎn)移分析38-60
• 3.2.1 非鱗翅目昆蟲和物種中Lep1相似序列鑒定38-56
• 3.2.2 Lep1轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移56-60
• 4 討論60-62
• 4.1 轉(zhuǎn)座子水平轉(zhuǎn)移機制60-61
• 4.2 Lep1轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移方向61-62
• 參考文獻62-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄72-73

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