石刁柏基因组转座子的组成与定位
发布时间：2021-10-17 10:00
转座子（Transposable elements,TEs）是真核生物基因组中重要的组成部分,能够引起染色体结构重排,因此在染色体进化中发挥着重要的作用。石刁柏（Asparagus officinalis）又名芦笋,为天门冬科天门冬属多年生雌雄异株草本植物,具有同型XY性染色体,是研究植物性染色体尤其是性染色体起源及演化的模式材料之一。石刁柏基因组测序已经完成,然而,对于其基因组中转座子组成及特征,尤其是染色体分布模式等仍不清楚。因此,本文利用生物信息学技术对石刁柏基因组中转座子进行了注释,分析了其组成类型及在基因组中的比例,同时利用中期染色体FISH（Fluorescence in situ hybridization,荧光原位杂交）技术对主要类型的转座子在染色体上的分布模式进行了研究。主要研究结果如下:1、基于一系列重复序列分析工具,我们对石刁柏已发表的全基因组序列进行了重复序列注释及分析。结果表明,石刁柏基因组中转座子比例为60.92%,主要由Ty1-copia和Ty3-gypsy两类反转座子组成,比例分别达到基因组的18.13%和37.82%。DNA转座子含量较少,比例为1.2...
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基因组大小和不同类型植物中重复序列数量之间的相关性分析
石刁柏基因组转座子的组成与定位3.2 石刁柏不同染色体转座子和基因的分布分析为了进一步确定石刁柏基因组中转座子在不同染色体上的分布特征，我们对 10 染色体上基因密度和转座子长度进行了分析。结果表明，10 条染色体上转座子长度在色体着丝粒位置达到最大，相反，在着丝粒位置基因数量往往是最少的（图 3-2），这和拟南芥[51]、番木瓜[38]的研究结果是一致的。值得注意的是，Y 染色体上的雄性特异区在一个转座子峰，这说明 Y 染色体的雄性特异区主要由转座子组成（图 3-3）。序列据也表明，石刁柏Y染色体的MSY区长度为844,037 bp，重复序列总长占到736,530 bp比例达到 86.95%，显著高于基因组 69.38%的重复序列比例。在总的重复序列中 LTR 反转座子占到 666,168 bp，占总重复序列的 90%。这一结果暗示了 LTR 类反转座子可参与了石刁柏性染色体的起源和演化过程，但是 MSY 区域的反转座子累积是 MSY 域形成的原因还是结果仍不清楚。
图 3-3 石刁柏 Y 染色体转座子及基因分布模式（箭头所示为 MSY 区）Fig. 3-3. The distribution patterns of TEs and genes of the Y chromosome of asparagus(arrow indicated the MSY).石刁柏基因组转座子的聚类分析了确定 Ty1-copia 类和 Ty3-gypsy 类反转录转座子的系统发育关系，我们将它们酶（Reverse transcriptase，RT）结构域进行比对并构建进化树。Ty1-copia 类（）和 Ty3-gypsy 类（图 3-4 B）树中含有我们鉴定的家族（红色）与来自其他植 Ty1-copia 类和 Ty3-gypsy 类的已知亚科的代表混合（黑色）。在 Ty1-copia 类座子中，我们发现了 Ale / Retrofit 的三个亚家族，七个 Angela / TAR 亚家族，rk 亚家族，四个 Ivana / Oryco 亚家族，一个 Maximus / SIRE 亚家族和三个 Alfit 亚家族（图 3-4 A）。在 Ty3-gypsy 类反转录转座子中，我们鉴定了一个含有 Ath，两个 Ogre / Tat 亚家族，两个 CRM 亚家族，两个 Galadriel，五个 Tekay /D和两个未知分类亚家族的簇（图 3-4 B）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Repetitive sequence analysis and karyotyping reveal different genome evolution and speciation of diploid and tetraploid Tripsacum dactyloides[J]. Qilin Zhu,Zexi Cai,Qilin Tang,Weiwei Jin. The Crop Journal. 2016(04)
[2]利用改良CTAB法快速小量提取微胚乳玉米基因组DNA[J]. 蓝碧秀,王凛,吴子恺,姜伯乐. 基因组学与应用生物学. 2015(01)
[3]高等植物DNA重复序列的主要类型和特点[J]. 柴守诚,员海燕. 西北植物学报. 1999(03)
本文编号：3441570
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基因组大小和不同类型植物中重复序列数量之间的相关性分析
石刁柏基因组转座子的组成与定位3.2 石刁柏不同染色体转座子和基因的分布分析为了进一步确定石刁柏基因组中转座子在不同染色体上的分布特征，我们对 10 染色体上基因密度和转座子长度进行了分析。结果表明，10 条染色体上转座子长度在色体着丝粒位置达到最大，相反，在着丝粒位置基因数量往往是最少的（图 3-2），这和拟南芥[51]、番木瓜[38]的研究结果是一致的。值得注意的是，Y 染色体上的雄性特异区在一个转座子峰，这说明 Y 染色体的雄性特异区主要由转座子组成（图 3-3）。序列据也表明，石刁柏Y染色体的MSY区长度为844,037 bp，重复序列总长占到736,530 bp比例达到 86.95%，显著高于基因组 69.38%的重复序列比例。在总的重复序列中 LTR 反转座子占到 666,168 bp，占总重复序列的 90%。这一结果暗示了 LTR 类反转座子可参与了石刁柏性染色体的起源和演化过程，但是 MSY 区域的反转座子累积是 MSY 域形成的原因还是结果仍不清楚。
图 3-3 石刁柏 Y 染色体转座子及基因分布模式（箭头所示为 MSY 区）Fig. 3-3. The distribution patterns of TEs and genes of the Y chromosome of asparagus(arrow indicated the MSY).石刁柏基因组转座子的聚类分析了确定 Ty1-copia 类和 Ty3-gypsy 类反转录转座子的系统发育关系，我们将它们酶（Reverse transcriptase，RT）结构域进行比对并构建进化树。Ty1-copia 类（）和 Ty3-gypsy 类（图 3-4 B）树中含有我们鉴定的家族（红色）与来自其他植 Ty1-copia 类和 Ty3-gypsy 类的已知亚科的代表混合（黑色）。在 Ty1-copia 类座子中，我们发现了 Ale / Retrofit 的三个亚家族，七个 Angela / TAR 亚家族，rk 亚家族，四个 Ivana / Oryco 亚家族，一个 Maximus / SIRE 亚家族和三个 Alfit 亚家族（图 3-4 A）。在 Ty3-gypsy 类反转录转座子中，我们鉴定了一个含有 Ath，两个 Ogre / Tat 亚家族，两个 CRM 亚家族，两个 Galadriel，五个 Tekay /D和两个未知分类亚家族的簇（图 3-4 B）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Repetitive sequence analysis and karyotyping reveal different genome evolution and speciation of diploid and tetraploid Tripsacum dactyloides[J]. Qilin Zhu,Zexi Cai,Qilin Tang,Weiwei Jin. The Crop Journal. 2016(04)
[2]利用改良CTAB法快速小量提取微胚乳玉米基因组DNA[J]. 蓝碧秀,王凛,吴子恺,姜伯乐. 基因组学与应用生物学. 2015(01)
[3]高等植物DNA重复序列的主要类型和特点[J]. 柴守诚,员海燕. 西北植物学报. 1999(03)
本文编号：3441570
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