棉花著絲粒DNA組成與結構分析及染色體空間分布規(guī)律研究.pdf

1、著絲粒作為真核生物染色體上必備的功能元件，參與動粒的組建、染色體的分離、姊妹染色單體的粘合、同源染色體的配對等重要生物
　　學過程。著絲粒序列主要是由反轉座子以及衛(wèi)星重復組成，但在不同的物種間甚至是在近緣物種間呈現(xiàn)高度變異，因此，難以克隆分析。本研究通過基于著絲粒上具有的特異組蛋白 CENH3（ centromeric histone H3；亦稱 CENP-A）的染色質免疫沉淀和高通量測序分析（ChIP-seq），開展了四倍體棉

2、D基因組祖先種雷蒙德氏棉著絲粒DNA的發(fā)掘與分析。結果顯示：
　?。?）該棉種著絲粒內具有的重復序列屬于LTR類反轉座子，歸屬于植物CRM反轉座子家族。
　?。?）比較分析后發(fā)現(xiàn)，這些序列在四倍體棉A基因組祖先種中棉（AA）中不存在或只有極低拷貝數(shù)，但在四倍體陸地棉（AADD）中則出現(xiàn)大量擴增。因此，暗示棉花多倍化后D組著絲粒中的重復序列發(fā)生了爆發(fā)式增長。
　　（3）結合轉錄組數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)著絲粒區(qū)仍然存在轉錄活性基因

3、，但在密度以及表達水平上較染色體其它區(qū)域顯著降低。
　?。?）此外，在現(xiàn)有的參考基因組上對著絲粒區(qū)域進行了標定，同時，也結合著絲粒定位結果指出部分染色體在著絲粒區(qū)的組裝存在錯誤。
　　這一工作的開展對解析著絲粒結構和功能之間的關系及其演化機制提供了有效的數(shù)據(jù)支持，對未來人工染色體構建以及在棉花育種中的應用奠定了基礎。
　　染色體在細胞核內并不是隨機分布的，而是會占據(jù)特定的核空間，形成染色體領域（CT）。有研究證明，基因

4、組的
　　這種有序組織形式對于基因的表達調控以及基因組功能的正常行使來說至關重要。因此，近些年基因組三維結構的解析已經成為了功能基因組研究的重要內容。通過對陸地棉（AADD）細胞有絲分裂中期染色體分布行為的探究發(fā)現(xiàn)：
　?。?）陸地棉的 A、D組染色體在空間上發(fā)生了分離，并呈現(xiàn)出了典型的徑向（Radial）排布模式,即染色體形態(tài)較小的D組染色體會聚集在細胞核的中心部位，而形態(tài)較大的 A組染色體傾向于散布在核的外圍。
　

5、?。?）在對人工六倍體棉花（AADDGG）染色體分布行為的觀察中發(fā)現(xiàn)，由于G組染色體的進入，A組與D組染色體間所具有的有序排布會被擾亂。但該六倍體與陸地棉不斷回交后，隨著G組染色體的不斷丟失，A、D組染色體間的徑向分布模式又重新建立。
　　（3）另外，在人工合成的四倍體棉花（AAGG）中也發(fā)現(xiàn)了相似的基因組分離現(xiàn)象。這些結果表明，基因組分離模式的建立是在四倍體棉花形成后很短的時間內完成的，并且能在四倍體棉花內穩(wěn)定的遺傳。