菰DNA漸滲誘發(fā)水稻內(nèi)源轉(zhuǎn)座子mPing、Pong的轉(zhuǎn)座激活.pdf

1、種間雜交在植物基因組進(jìn)化過(guò)程中起非常重要的作用，同時(shí)也是一種被廣泛應(yīng)用的育種方法。McClintock曾預(yù)言，物種間的遠(yuǎn)緣雜交對(duì)基因組來(lái)說(shuō)是一種沖擊，隨之而來(lái)的基因組中一些神秘的轉(zhuǎn)座元件會(huì)被激活。然而目前為止，能直接反映種間雜交與轉(zhuǎn)座子激活之間相互關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道甚少。mPing是近些年來(lái)在水稻基因組中被分離出來(lái)的一種活躍的MITE類轉(zhuǎn)座子，它能在組織培養(yǎng)、γ射線誘導(dǎo)條件下轉(zhuǎn)座。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在栽培水稻(松前)與野生稻(菰)通過(guò)“復(fù)

2、態(tài)授粉法”得到的漸滲雜交種的三個(gè)后代RZ1、RZ2、RZ35(漸滲雜交系)中，mPing及其轉(zhuǎn)座酶的供體Pong發(fā)生了轉(zhuǎn)座激活，為McClintock的預(yù)言一遠(yuǎn)緣雜交能激活轉(zhuǎn)座子—提供了直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 前人的報(bào)道指出，mPing/Pong跳出后往往會(huì)留有足跡。而我們?cè)跐u滲系中的研究卻發(fā)現(xiàn)了mPing/Pong轉(zhuǎn)座后的一個(gè)非典型現(xiàn)象，即跳出后不留有足跡。為了探討這種非典型現(xiàn)象的原因(不同誘導(dǎo)方式還是不同基因型所致)，我們將松前與

3、漸滲系進(jìn)行了以成熟胚為外植體的組織培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)組培只能激活松前中的mPing和Pong，并且mPing/Pong跳出后也沒(méi)留下任何足跡。因此我們認(rèn)為，留有足跡與否很大程度上取決與基因型的不同。 為了證實(shí)我們的研究結(jié)果，即菰DNA漸滲能激活水稻內(nèi)源轉(zhuǎn)座子mPing，我們進(jìn)一步分析了菰與中花8號(hào)水稻通過(guò)原生質(zhì)體融合方法得到的體細(xì)胞雜種(SH6)基因組中同mPing的活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)mPing及其轉(zhuǎn)座酶的供體Pong也發(fā)生了轉(zhuǎn)座激活，

4、證實(shí)了隨機(jī)菰DNA片段整合的確能激活該轉(zhuǎn)座子。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的mPing轉(zhuǎn)座特性，即轉(zhuǎn)座導(dǎo)致了其自身拷貝數(shù)的大量減少，與以往的報(bào)道不同。 對(duì)漸滲系中mping插入位點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，mPing易插入到低拷貝的基因區(qū)，分析其對(duì)側(cè)翼序列表達(dá)的影響，我們發(fā)現(xiàn)，mPing，插入會(huì)影響基因的轉(zhuǎn)錄。綜上所述，遠(yuǎn)緣雜交能夠激活mPing，其活躍轉(zhuǎn)座不僅可能導(dǎo)致基因的插入失活，而且還可能造成插入點(diǎn)毗鄰基因的表達(dá)改變，暗示其對(duì)植物基因組進(jìn)