桑樹水平基因轉(zhuǎn)移的鑒定.pdf

1、水平基因轉(zhuǎn)移通常也被稱作橫向基因轉(zhuǎn)移，即一種生物體通過除生殖方式以外的其他各種方式獲得另一種生物的遺傳信息的過程，是一種廣泛存在的自然現(xiàn)象，也是自然界物種間自發(fā)的一種轉(zhuǎn)基因事件。這種基因轉(zhuǎn)移事件是生物體獲得遺傳信息的方式之一，對整個生命系統(tǒng)有著重要作用。
　　水平基因轉(zhuǎn)移在原核生物中頻繁發(fā)生，是原核生物基因組遺傳變異的重要來源。原核生物抗藥性的傳播以及致病性的產(chǎn)生都與水平基因轉(zhuǎn)移事件密切相關(guān)，對原核生物的進化有顯著影響。水平基因轉(zhuǎn)

2、移同樣能夠發(fā)生于真核生物，但對其研究相對較少。由于真核生物存在體細胞和生殖細胞的分化，只有整合到生殖細胞基因組中的外源基因才有遺傳到后代群體中的可能性，同時真核生物的遺傳物質(zhì)被核膜包裹，以保護自身遺傳物質(zhì)免受外源基因的侵擾，因此相較于原核生物，水平基因轉(zhuǎn)移事件在真核生物基因組中發(fā)生頻率較低。對真核生物中的水平基因轉(zhuǎn)移事件進行鑒定，能夠更好地探究外源遺傳變異在受體物種中是否具有生物學功能以及這種變異發(fā)揮了怎樣的作用，對于理解真核生物的進化

3、都具有重要意義。
　　桑樹（Morus L.）屬多年生雙子葉木本植物，廣泛分布于各種地理類型的地區(qū)。我國是最早種植桑樹的地區(qū)，植桑養(yǎng)蠶已有5000多年的歷史，桑樹作為寡食性經(jīng)濟昆蟲家蠶的食物來源，是整個蠶桑產(chǎn)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。桑樹具有耐澇、耐旱、耐貧瘠、發(fā)根力強、生長迅速等特點，因此具有很強的生態(tài)學功能，對于生態(tài)保護、防風固沙有深度開發(fā)價值。對桑樹水平基因轉(zhuǎn)移事件的研究，可以加深對水平基因轉(zhuǎn)移作為遺傳變異來源從而促進生物體功能革新

4、這一觀點的理解，同時能夠發(fā)現(xiàn)桑樹基因組中通過水平基因轉(zhuǎn)移事件獲得的新基因，為桑樹功能基因組學的研究提供候選基因。
　　生物信息學方法是探測水平基因轉(zhuǎn)移事件的有效手段，隨著基因組測序技術(shù)的不斷成熟，越來越多物種的基因組數(shù)據(jù)被得到，為探測水平基因轉(zhuǎn)移事件提供了可靠保障。本研究運用生物信息學手段，采用比較基因組學的方法，在基因組水平上預測到了川桑與細菌之間的發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的基因，同時使用PCR克隆測序的方法對預測的水平轉(zhuǎn)移基因進行鑒定分析

5、，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.川桑水平基因轉(zhuǎn)移的篩選
　　采用相似性搜尋和同源序列分布相結(jié)合的方法，利用已經(jīng)測序的2684個細菌的基因組和176個其他物種的序列信息，探測了桑樹與細菌之間的水平基因轉(zhuǎn)移事件，得到314個候選水平轉(zhuǎn)移基因。
　　2.川桑候選水平轉(zhuǎn)移基因的系統(tǒng)發(fā)生分析
　　采用系統(tǒng)發(fā)生分析的方法，同時結(jié)合其它信息對篩選得到的314個候選水平轉(zhuǎn)移基因進行系統(tǒng)發(fā)生分析，最終預測得到4個桑樹與細菌之間

6、的水平轉(zhuǎn)移基因。分析表明，Morus000087、Morus000171和Morus000209來源于蛋白菌門的γ-變形菌綱，且屬于植物病原菌;Morus000579來源于蛋白菌門的α-變形菌綱，屬于植物共生菌。這些水平轉(zhuǎn)移基因參與了細胞增殖，物質(zhì)代謝等生理功能，暗示其能夠增強桑樹對環(huán)境的適應能力，并且這些外源序列的堿基含量也表現(xiàn)出對川?；蚪M的適應性變化。
　　3.川桑預測水平轉(zhuǎn)移基因的PCR克隆測序
　　對上述預測到的川