DNA甲基化对猪反转座基因的起源、演化及生存的作用
[Abstract]:DNA methylation is an epigenetic modification, which has the characteristics of stability and heredity, and can regulate the transcription level of the gene without changing the DNA sequence. The reverse locus gene refers to the expression of m RNA of its parent gene after reverse transcription to form c DNA and insert into a new position in the genome to form a new gene under the action of reverse locus enzyme. Reverse locus gene is one of the important driving forces of biological evolution. However, no one has studied the role of DNA methylation in the origin, evolution and survival of porcine reverse locus gene. Therefore, we studied the DNA methylation mechanism of reverse locus gene by analyzing the simplified (reduced representation bisulfite sequencing data and the corresponding transcriptome data from 8 different tissues in pigs. The main results are as follows: 1. A total of 964 reverse locus copies have been identified in pigs, of which 560 have contributed significantly to the origin of new porcine genes. Through go enrichment and KEGG pathway analysis, it was found that the new gene was related to lipid metabolism and polysaccharide biosynthesis. Therefore, we speculate that the production of a new gene reverse locus is beneficial to the accumulation of protein and fat. 3. In different regions of gene structure, the parent gene showed a different trend of DNA methylation, while the reverse locus gene showed a tendency of hypermethylation. We found that the paternal gene showed a low methylation level in the (gene body) region of the gene, which made the m RNA transcribed by the parent gene more likely to be reversed, resulting in more copies of the reverse locus, which was beneficial to the origin of the reverse locus copy. However, the reverse locus gene has always shown high methylation level, which may be due to a defense mechanism, which is to prevent the reverse locus gene from being eliminated prematurely under the action of selection pressure because of individual deleterious mutations. The hypermethylation of the reverse locus gene can increase the mutation rate of the gene, which is more favorable to the accumulation of more mutations in a short period of time. Under the action of natural selection, individual favorable mutations contribute to their survival. The DNA methylation of the parent gene and the reverse locus gene in the gene body was affected by the selection pressure. The level of DNA methylation in the promoter region changes with the evolution time and regulates the expression of the reverse locus gene. In conclusion, on the one hand, the reverse locus event is beneficial to the formation of new genes in pigs, and on the other hand, it is discussed that DNA methylation plays an important role in the origin, evolution and survival of porcine reverse locus gene.
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S828
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