红毛丹基因组中MITEs转座子的鉴定与演化分析

【目的】对红毛丹基因组中的MITEs(miniature inverted-repeat transposable elements)转座子进行鉴定、分类和演化分析,为红毛丹基因组注释、演化及相关基因功能等方面的研究提供理论依据和数据基础。【方法】基于生物信息学方法和红毛丹全基因组数据,对MITEs转座子进行鉴定,并系统分析其在宿主基因组中的分类、含量、家族演化关系、扩增模式、分布模式、插入偏好模式及邻近基因的功能。【结果】红毛丹中共鉴定出MITEs转座子588个,包括PIF/Harbinger、Mutator、Ac-mMITE、hAT和Ginger共5种超家族;插入时间分析发现较大规模的MITEs转座“爆发”事件分别发生于1~2、4~5和17~18百万年前,PIF/Harbinger超家族几乎在于每个时期都占据主导地位,而Ac-mMITE在转座“爆发”事件中参与度最低;插入位置分析发现MITEs在基因侧翼区插入数量最多,分别有136和137个,插入基因内部数为35个,其中2个插入了外显子内;密度分布分析发现该转座子插入虽具有分散性,但整体偏好基因密集区;插入偏好分析发现MITEs在基因两侧呈现为5 kb以内某一位点插入数最高,随着与基因距离接近,插入数越低的偏好分布模式;MITEs邻近基因功能富集分析表明,MITEs插入内部基因主要富集在硫代葡萄糖苷、葡糖异硫氰酸盐和S-糖苷的代谢及生物合成过程,而被插入5’端侧翼区的基因主要富集在生殖和发育相关生物过程,且大多数基因与各种蛋白复合物的结合和某些酶的活性相关。【结论】研究结果有助于理解MITEs转座子在红毛丹基因组中的基本特征和演化模式,丰富了红毛丹基因组的注释信息,填补了红毛丹中MITEs转座子研究的空白并为其性状改良等方面的研究带来了新的视角。