竹亚科En/Spm类转座子系统进化分析及MLE转座子标签的构建

摘要

转座子（Transposable elements）是指在基因组上能从一染色体的一个位置转移到另一个位置的一段DNA序列，是大多数真核生物基因组的重要组成部分。竹亚科植物中也广泛分布着各类转座子。　　本研究从竹亚科植物2类DNA转座子入手，成功从竹亚科中克隆到En/Spm类转座子转座酶序列，并较系统地分析了其分类、相似性和系统进化等；探索构建了毛竹MLE双元转座子标签，并进行了有效性测试，为开发应用这2类转座子奠定一定基础，主要取得了结果：　　(1)从竹亚科单轴型竹种毛竹、龟甲竹，合轴型竹种梨竹、孝顺竹中成功扩增到En/Spm类转座子转座酶核苷酸序列186条，序列长度为609~661bp，相似性范围为52.9％~100%，并具有Motif1、Motif2和Motif3三个保守基序，推测En/Spm类转座子普遍存在于竹亚科植物中。另外，聚类分析结果显示所得的竹亚科En/Spm类转座子转座酶可分为5个组，并将其分别命名为Ba Enspm1、Ba Enspm2、Ba Enspm3、Ba Enspm4和Ba Enspm5。　　(2)En/Spm类转座子在竹亚科植物进化过程中出现了分化，具有多态性；在竹亚科植物的进化过程中受到自然选择作用的影响，同时其转座活性活性也受到了抑制；在竹亚科植物进化过程中出现了以垂直传递为主、横向传递或可存在的现象。　　(3)成功开发了基于毛竹MLE转座子Phmar1和Phmar2的MLE双元转座子标签：E2/Mini3-1，Xc/MiniS-1-20。这2个MLE双元转座子标签：具有GFP荧光蛋白报告基因有利于转座子转座事件的检测；可通过共转化、二次转化、杂交等方法构建含这2个标签植株，这利于人工调控该转座子标签的使用。

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第1章 文献综述

1.1前言

1.2转座子分类

1.2.1 ClassⅠ转座子

1.2.2 ClassⅡ转座子

1.3 En/Spm类转座子研究进展

1.3.1 En/Spm类转座子分布

1.3.2 En/Spm类转座子结构

1.3.3 En/Spm类转座子转座机制

1.3.4 En/Spm类转座子进化

1.3.5 En/Spm类转座子应用

1.4 MLE转座子研究进展

1.4.1 Mariner-like转座子分布与结构

1.4.2 Mariner-like转座子转座机制

1.4.3 Mariner-like转座子应用

1.4.4 转座子标签的研究进展

1.5 竹亚科转座子研究进展

1.6 本研究的目的与意义

1.7 本论文研究框架

第2章竹亚科En/Spm类转座子系统进化分析

2.1 实验材料

2.1.1 植物材料

2.1.2 菌株和质粒

2.1.3 主要仪器与设备

2.1.4 主要酶类和试剂

2.1.5 配置的主要试剂

2.1.6 引物设计

2.2 试验方法

2.2.1竹子DNA提取及En/Spm类转座酶PCR扩增

2.2.2 PCR产物回收、转化

2.2.3竹亚科En/Spm类转座酶序列分析

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 竹亚科En/Spm类转座子转座酶分离和鉴定

2.3.2 竹亚科En/Spm类转座子转座酶特征分析

2.4 小结与讨论

2.4.1竹亚科植物En/Spm类转座子分布

2.4.2竹亚科植物中En/Spm类转座子的进化特征

第3章竹亚科MLE双元转座子标签的构建

3.1 实验材料

3.1.1 植物材料

3.1.2 菌株和质粒

3.1.3 主要仪器与设备

3.1.4 主要酶类和试剂

3.1.5 配置的主要试剂

3.1.6 引物设计

3.2 试验方法

3.2.1 MLE双元转座子标签转座酶表达载体构建

3.2.2 MLE双元转座子标签非自主转座元件供体载体构建

3.2.3 MLE双元转座子标签测试

3.3 实验结果

3.3.1 MLE双元转座子标签转座酶表达载体构建

3.3.2 MLE双元转座子标签非自主转座元件供体载体构建

3.3.3 MLE双元转座子标签测试

3.4 小结与讨论

第4章 结论与展望

4.1主要结论

4.2主要创新点

4.3后续研究方向

参考文献

个人简介

致谢