竹子PIF-like轉(zhuǎn)座子多樣性研究和毛竹PIF-like轉(zhuǎn)座子長片段基因克隆.pdf

1、轉(zhuǎn)座子(Transposable elements)是指基因組中能夠移動(dòng)或復(fù)制,并整合到新位點(diǎn)的DNA片段。1948年由美國女科學(xué)家芭芭垃.麥克林托克(B.McClintock)首先在玉米中發(fā)現(xiàn),其典型特征是序列末端具有兩個(gè)反向重復(fù)序列(terminalinverted repeat, TIR)。轉(zhuǎn)座子活躍后能插入基因或者基因調(diào)控區(qū),潛在地破壞基因的功能,同時(shí)也能引起染色體重構(gòu)。尤其是LTR類反轉(zhuǎn)座子和微型反向重復(fù)轉(zhuǎn)座元件(miniat

2、ure inverted-repeat transposable elements, MITEs)。P instability factor (PIF)是在玉米中偶然發(fā)現(xiàn)的具有遺傳活性的DNA轉(zhuǎn)座子,它與玉米Tourist-like MITE家族中的miniature PIF(mPIF)有相似的結(jié)構(gòu)特征。研究PIF轉(zhuǎn)座子對于了解MITE家族的起源和轉(zhuǎn)座機(jī)制有很重要的意義。 竹類植物尤其是毛竹作為重要的多用途森林資源,在世界各地的

3、地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。研究竹子PIF-like轉(zhuǎn)座子的多樣性,并克隆毛竹PIF-like轉(zhuǎn)座酶的長片段,可為了解PIF-like轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機(jī)制打下基礎(chǔ)。在以后的工作中,將研究PIF-like轉(zhuǎn)座子在竹子生長發(fā)育過程中的作用,期望獲得其是否與毛竹形態(tài)變異的分子機(jī)理相關(guān)的信息,使PIF-like轉(zhuǎn)座子成為植物功能基因克隆和遺傳轉(zhuǎn)化的新工具。 本文選取具有代表性的6個(gè)竹族,38個(gè)屬中的44個(gè)竹種為材料,通過PCR擴(kuò)

4、增的方法,共獲得139條PIF-like轉(zhuǎn)座酶序列。這些序列的長度大多約為120aa,且大多為位于PIF-like轉(zhuǎn)座酶的催化區(qū)域,但每個(gè)PIF-like轉(zhuǎn)座酶片段均有差異。說明在竹種中的PIF-like轉(zhuǎn)座酶明顯具有多樣性。同時(shí),通過分析這139條PIF-like轉(zhuǎn)座酶序列的堿基序列的多樣性,根據(jù)數(shù)據(jù)得到：竹子轉(zhuǎn)座酶堿基序列多樣性豐富,且遠(yuǎn)緣種的核苷酸序列與來源于同一種或來源于近緣種的核苷酸序列相比,遠(yuǎn)緣種的核苷酸序列一致性更高。據(jù)此

5、可推斷:PIF-like轉(zhuǎn)座酶是單起源且差異性大。 這些結(jié)論可以通過下面的假定獲得解釋：在早期進(jìn)化中,存在多樣性古老世系轉(zhuǎn)座酶,并且這些轉(zhuǎn)座酶在竹子家族中通過垂直方式遺傳。為了進(jìn)一步闡明PIF-like轉(zhuǎn)座酶的結(jié)構(gòu)特性,本文再次以毛竹為材料,通過構(gòu)建基因組文庫和Southern Blotting篩選文庫陽性克隆的方法,獲得了三條與PIF-like轉(zhuǎn)座酶相關(guān)的長片段序列,其中最長片段對應(yīng)的氨基酸長度約為553aa。但遺憾的是這三條