烟草基因组一类微小倒置重复转座元件(MITE)的转座活性及其应用

摘要

微小倒置重复转座元件(miniature inverted repeat transposable element，MITE)是真核基因组中含量丰富的一类非自主转座元件，且与许多重要生物学事件密切相关。目前为止，仅在极少数物种中鉴定出几个MITE家族仍具备活跃的转座活性，如此便无法充分地获知MITE转座的分子细节以解析其转座机制。本研究选择烟草(Nicotiana tabacum)基因组为研究对象，首先应用生物信息学方法分析完成了烟草MITE同源序列的种类和数量分布状况，包括MITE元件群的结构特征及相关信息;再者，通过检测MITE元件群在不同烟草品系中的多态性差异，获得其中一个元件(TMi1)可能具有转座活性的初步证据;其后，在建立了二组适用于MITE转座活性检测的生物学表型的基础上，采用转座子显示技术及后续验证实验，最终确认TMi1元件于目前仍具有转座活性。这是烟草基因组中首次发现一个活跃转座的MITE，拓展了人们对具转座活性植物种类的认识范围，有助于充分认识和挖掘烟草基因组中丰富的转座子种类和资源，也为理解和定义基因组进化以及生物多样性形成的遗传规律提供有用线索。分子标记遗传连锁图是基因定位、图位克隆、分子标记辅助选择育种的基础。普通烟草基因组较大，分子标记多态性水平较低，为遗传连锁图构建、基因定位等相关研究造成较大困难。由于MITE具有高拷贝数和偏爱插入到基因邻近位点等特点，可作为理想的分子标记。本研究在总共受检的9个的烟草栽培品系中，有4个品系被检测得到存在着明显的DNA多态性(分别为PVH19、云烟96、云烟100、云烟108)，这意味着通过MITE元件可构建高密度遗传连锁图谱，进行抗病基因定位，进而对抗病基因在分子水平进行鉴定和筛选，有利于提高育种效率。

目录

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致谢

摘要

1 文献综述

1．1 转座元件研究进展

1．2 MITE家族的发现

1．3 MITE家族的分类

1．4 MITE的产生及转座机制的模型

1．5 TE或参与植物的基因表达调控

1．6 TE衍生的小分子RNAs

1．7 问题与展望

2 烟草基因组一类微小倒置重复转座元件(MITE)目前仍具转座活性

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 植物材料

2．2．2 培养基和主要试剂

2．2．3 烟草组织培养

2．2．4 烟草基因组DNA的提取

2．2．5 Nest-PCR

2．2．6 琼脂糖凝胶电泳

2．2．7 PCR产物割胶回收

2．2．8 连接反应

2．2．9 感受态细胞制备

2．2．10 电击转化

2．2．11 重组转化子的培养

2．2．12 重组质粒的提取

2．2．13 双带型PCR确认实验

2．2．14 转座子显示技术

2．2．15 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测

2．2．16 生物信息学分析

2．3 结果分析与讨论

2．3．1 烟草MITE同源序列的种类和数量分布

2．3．2 烟草遗传不稳定生物学表型的构建

2．3．3 MITE元件可用于烟草DNA多态性的鉴定

2．3．4 烟草TMi 1件可受逆境诱导转座

2．3．5 烟草TMi 1元件转座活性的确认实验

2．4 讨论

参考文献

作者简历