基于转录组的甘薯转座元件搜寻及转座酶基因表达分析

摘要

甘薯是旋花科番薯属的6倍体植物,主要进行无性繁殖.因其基因组大和遗传结构复杂,它是如何在无性繁殖过程中产生适应环境变化的后代的遗传机制还有待研究.转座子是真核生物基因组的重要组成部分,它的转座导致的基因组改变,提高了物种对环境的适应性,利于物种进化.目前有关甘薯的转座子仍知之甚少.利用己有的4个甘薯转录组数据库(徐薯18营养器官和花器官，广薯87块根和京薯6号块根数据库)中所有原始read序列进行合并后从头组装,最终构建了长度大于200bp的转录组数据库,共有118309个转录本,最长转录本达13067bp.通过B1ast2G,功能注释、同源序列比对和亚末端保守序列分析,最终鉴定了1405个转座子序列,含883个反转录转座子和522个DNA转座子.选择了16个转座子进行转座酶基因编码区的克隆与测序,结果显示,实测序列与上述组装序列的相似度达到95%以上,表明了序列组装的可靠性.这些基因的进化树分析显示,甘薯中转座元件与多种双子叶植物间及自身家族间具有亲缘关系.拷贝数鉴定结果表明,这16个转座子在甘薯基因组中的拷贝数在1-3之间,属低拷贝元件,然而它们的表达量都相对较高.在本项研究中,在构建的甘薯整合转录组数据库的基础上,搜寻并鉴定了大量转座子,提供了甘薯转录组中关于转座子的丰富的资源及表达信息,对于研究甘薯基因组进化、基因的表达调控及在无性繁殖过程中基因组优化等具有重要的意义。