竹子PIF-like轉(zhuǎn)座子多樣性研究和毛竹PIF-like轉(zhuǎn)座子長(zhǎng)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(guó)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(lèi)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(duì)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(lèi)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(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(shuō)明在竹種中的PIF-like轉(zhuǎn)座酶明顯具有多樣性。同時(shí),通過(guò)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(lái)源于同一種或來(lái)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(guò)下面的假定獲得解釋?zhuān)涸谠缙谶M(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(guò)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(guò)構(gòu)建基因組文庫(kù)和Southern Blotting篩選文庫(kù)陽(yáng)性克隆的方法,獲得了三條與PIF-like轉(zhuǎn)座酶相關(guān)的長(zhǎng)片段序列,其中最長(zhǎng)片段對(duì)應(yīng)的氨基酸長(zhǎng)度約為553aa。但遺憾的是這三條