毛竹转座子在基因区的分布及功能分析

摘要

转座子是存在于染色体DNA上的能够发生移动的序列，广泛存在于生物体内。毛竹转座子占全基因组的59%，其分布与功能有着巨大的研究价值。　　通过repeatmasker软件分析毛竹基因组内各个转座子家族在外显子与内含子的分布，有1.61%的转座子分布在基因内，其中外显子区域和内含子区域分别占11.57%和88.43%。通过分析发现，分布于基因区转座子的长度短于分布在基因间区的转座子长度，分布外显子的转座子长度短于分布在内含子转座子长度，这可能与宿主基因组对转座子抑制效应有关。DNA、RC和SINE类转座子更偏好插入内含子区域，LINE类转座子同时偏好插入外显子和内含子，LTR偏好插入基因外部。　　挑选6个含有转座子序列的内含子，分析内含子中转座子对基因表达的影响。扩增含转座子与不含转座子内含子序列，将其导入到GUS基因内部，通过毛竹瞬时表达体系和定量PCR技术分析GUS基因的表达量，发现正向与反向内含子插入对基因的影响具有差异，总体呈现增强基因表达的影响，插入内含子区域的转座子微抑制了内含子的增强作用。　　挑选两个融合有转座子序列的外显子，分析外显子中转座子对基因表达的影响。扩增含转座子与不含转座子的CDS序列，及仅含转座子的序列，插入植物遗传表达载体PCM1301，转入拟南芥，发现含转座子的基因相对不含转座子的基因，总体表现为表达更具有一定优势，Ex0949与同源基因的竞争和Ex4969与其抑制基因的对抗中皆处于优势地位，去除转座子后基因的优势缺失，表现为同源基因与下游基因的表达上调，单独的转座子对下游基因基本没有影响。还发现了一个可能引起可变剪切的转座子Ex4969，它的插入与可变剪切偶联在一起。　　以上实验表明了基因内部的转座子会对基因的表达产生影响，这些影响可能是有利于基因表达的，如外显子内的转座子，有可能是抑制基因表达的，如内含子中的转座子，但具体的转座子功能还需要具体分析。

目录

声明

1 前言

1.1 转座子及其分类

1.2 转座子在基因组中的作用

1.2.1 提供基因进化的动力

1.2.2 新基因的产生

1.2.3提供转录因子的DNA结合域

1.2.4调节基因表达

1.3 基因中转座子的特点

1.4.基因中转座子演化机制

1.4.1 对宿主基因的修饰

1.4.2 提供功能域

1.5 研究目的和意义

1.6 技术路线

2.毛竹基因区转座子的分布情况

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2 试验方法

2.2 结果与分析

2.2.1 转座子的分布情况

2.3讨论

3 内含子中转座子功能分析

3.1 材料与方法

3.1.1植物材料

3.1.2所需试剂及仪器

3.1.3 试验方法

3.2 结果与分析

3.2.1 目的基因的获得

3.2.2 载体构建

3.2.3 荧光定量PCR的结果

3.3 讨论

4 外显子中转座子功能分析

4.1 材料与方法

4.1.1植物材料

4.1.2所需试剂及仪器

4.1.3 试验方法

4.2 结果与分析

4.2.1 目的基因的扩增

4.2.2两个候选基因的同源基因和下游基因的预测

4.2.3 植物遗传转化载体构建

4.2.4 转基因拟南芥验证

4.2.5 Ex0949同源基因和Ex4969下游基因表达模式分析

4.3 讨论

5结论与展望

5.1 毛竹基因组内转座子的分布

5.2 内含子区转座子的功能分析

5.3 外显子区转座子的功能分析

5.4 总结

5.4 展望

参考文献

致谢