本文選題：棉花 + 逆轉(zhuǎn)座子　； 參考：《西南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：逆轉(zhuǎn)座子(Retrotransposons)是植物基因組中種類最多、分布最廣的轉(zhuǎn)座元件,占總DNA含量一半以上。其轉(zhuǎn)座過程需要以RNA為媒介,遵從“復(fù)制-粘貼”的模式在基因組中產(chǎn)生一個新的拷貝,這一轉(zhuǎn)座機制使得逆轉(zhuǎn)座子成為植物基因組主要的組成成分。同時通過插入基因編碼區(qū)或附近,逆轉(zhuǎn)座子可以改變基因的表達水平。大量研究表明,逆轉(zhuǎn)座子在植物基因組進化過程中發(fā)揮了重要的作用,對植物基因組的大小、組成以及基因的結(jié)構(gòu)、功能等方面具有重要影響。近年來逆轉(zhuǎn)座子已成為研究基因克隆與表達、生物多樣性及物種進化的重要工具,對植物基因的序列組成、拷貝數(shù)和轉(zhuǎn)錄表達等研究均有重要意義。棉花(Gossypium)是一種重要的經(jīng)濟作物,其產(chǎn)生的棉纖維是在紡織行業(yè)中使用最多的天然纖維,在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位。二倍體棉種雷蒙德氏棉、亞洲棉以及異源四倍體棉種陸地棉、海島棉基因組測序的完成,為全面鑒定棉花逆轉(zhuǎn)座子并分析其在基因組中的進化提供了絕佳的機會。目前,對棉花轉(zhuǎn)座子的分析大多集中在種類或超家族水平,而對某一逆轉(zhuǎn)座子家族的鑒定和詳細(xì)分析鮮有報道。本研究針對異源四倍體棉種中兩個LTR逆轉(zhuǎn)座子家族(DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子家族),在全面鑒定其家族成員的基礎(chǔ)上,對這兩個逆轉(zhuǎn)座子家族成員的分類、分布特征、插入?yún)^(qū)間偏好性和對靶標(biāo)基因的表達水平的影響等方面進行分析。主要結(jié)果如下:1兩個LTR逆轉(zhuǎn)座子家族在異源四倍體棉種中顯著擴增在對GhDOCL逆轉(zhuǎn)座子分子特征分析的基礎(chǔ)上,從已完全測序的棉花基因組中鑒定了DOCL逆轉(zhuǎn)座子家族,包含陸地棉逆轉(zhuǎn)座子157個,海島棉逆轉(zhuǎn)座子112個和雷蒙德氏棉逆轉(zhuǎn)座子73個;以海島棉逆轉(zhuǎn)座子GbRE1為探針序列,鑒定了REL逆轉(zhuǎn)座子家族,包含陸地棉逆轉(zhuǎn)座子92個,海島棉逆轉(zhuǎn)座子43個。其中在亞洲棉中沒有DOCL逆轉(zhuǎn)座子,而亞洲棉和雷蒙德氏棉中均沒有REL逆轉(zhuǎn)座子。此外,定量PCR分析表明異源四倍體棉種中DOCL逆轉(zhuǎn)座子的拷貝數(shù)較雷蒙德氏棉明顯增加。這些結(jié)果表明DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子家族均在異源四倍體棉種中顯著擴增。2 LTR逆轉(zhuǎn)座子家族的進化分析應(yīng)用MEGA 6.0軟件分別對這兩個LTR逆轉(zhuǎn)座子家族進行進化分析。DOCL逆轉(zhuǎn)座子家族包括9個組,其中G1-G4和G9在四倍體出現(xiàn)之后顯著擴增;而G5-G8是由四倍體形成前的D基因組產(chǎn)生,在異源四倍體棉種中無明顯擴增。REL逆轉(zhuǎn)座子家族包括2個組,均在四倍體出現(xiàn)之后顯著擴增。3 LTR逆轉(zhuǎn)座子在棉花基因組中的分布DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子大致均勻地分布在不同染色體組的不同染色體上,未檢測到同一家族或者同一組的LTR逆轉(zhuǎn)座子聚集在染色體的某個區(qū)段,說明這兩個逆轉(zhuǎn)座子家族在基因組中的擴增是隨機的。根據(jù)LTR逆轉(zhuǎn)座子的插入位置及其上下游序列,鑒定出DOCL逆轉(zhuǎn)座子在不同棉種中的等位插入位點,并通過PCR擴增驗證LTR逆轉(zhuǎn)座子在不同異源四倍體棉種材料中的插入位點。結(jié)果表明大部分的LTR逆轉(zhuǎn)座子在不同棉種中的插入位置不同,說明其在不同棉種中的擴增是相對獨立的。應(yīng)用BLASTX分析LTR逆轉(zhuǎn)座子側(cè)翼序列的蛋白編碼特性,結(jié)果表明DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子的插入位點大部分處于基因編碼區(qū)。4 LTR逆轉(zhuǎn)座子和蛋白編碼基因的關(guān)系結(jié)合PCR檢測和BLASTX分析結(jié)果,選取在陸地棉或海島棉基因編碼區(qū)特異插入的DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子,分析其靶基因的表達水平。結(jié)果表明逆轉(zhuǎn)座子的插入顯著降低或消除了12個靶基因(8個DOCL靶基因和4個REL靶基因)在棉花不同組織中的表達。綜上所述,棉花基因組中包含以DOCL和REL逆轉(zhuǎn)座子家族為代表的,在異源四倍體棉種中顯著擴增的LTR逆轉(zhuǎn)座子家族。這些LTR逆轉(zhuǎn)座子在基因編碼區(qū)的插入影響相關(guān)基因的表達水平,是異源四倍體棉種進化的重要驅(qū)動力。
[Abstract]:In this paper , we have studied the gene cloning and expression , biological diversity and gene structure , function and so on . The results showed that most of the insertion sites of DOCL and REL reversal loci were in the gene coding region . The relationship between the reverse transposon and the protein coding gene was reversed by PCR and BLASTX analysis . The results showed that the insertion of reversed transposon significantly reduced or eliminated the expression level of 12 target genes ( 8 DOCL target genes and 4 REL target genes ) in different tissues of cotton .

【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2;S562

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宿俊吉;馬麒;陳紅;李黎貝;鄧福軍;王彩香;林海;;導(dǎo)入海島棉染色體片段對新疆陸地棉纖維品質(zhì)性狀的影響[J];江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報;2016年01期

2 Yuxian Zhu;;The post-genomics era of cotton[J];Science China(Life Sciences);2016年02期

3 Kun Wang;Gai Huang;Yuxian Zhu;;Transposable elements play an important role during cotton genome evolution and fiber cell development[J];Science China(Life Sciences);2016年02期

4 曹佳強;呂淑萍;李波;楊洋;張經(jīng)博;謝麗霞;胡文冉;范玲;;海島棉與陸地棉纖維C4H1基因克隆及表達分析[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年10期

5 孫高飛;何守樸;潘兆娥;杜雄明;;棉屬四倍體AD_1與二倍體A_2、D_5基因組的同源SSR分析[J];遺傳;2015年02期

6 趙芹;謝大森;江彪;羅少波;彭慶務(wù);李明珠;;節(jié)瓜Ty1-copia類逆轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄酶序列的克隆及比對[J];植物資源與環(huán)境學(xué)報;2014年04期

7 許瑩修;杜建廠;;馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)全基因組水平上LTR-逆轉(zhuǎn)座子的鑒定與進化分析[J];基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué);2013年06期

8 魏躍;顏志明;吳志明;江彪;張蜀寧;;矮牽牛Ty1-copia類逆轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄酶序列的克隆與分析[J];西南農(nóng)業(yè)學(xué)報;2013年04期

9 Yu-Xian Zhu;Fu-Guang Li;;The Gossypium raimondii Genome,a Huge Leap Forward in Cotton Genomics[J];Journal of Integrative Plant Biology;2013年07期

10 李宏;黃曉天;;高等植物轉(zhuǎn)座子的超家族及其應(yīng)用(綜述)[J];亞熱帶植物科學(xué);2010年03期

，

本文編號：1822050