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。

菠菜雌雄同株异花性别相关联的KASP分子标记的开发

[目的]定位菠菜中调控雌雄同株异花性状的候选基因,开发与雌雄同株异花候选基因连锁的分子标记,提高鉴定雌雄同株异花植株效率,促进菠菜育种研究。[方法]利用重测序和BSA-Seq技术定位雌雄同株异花基因的候选区间,根据候选区间的SNP位点开发KASP分子标记,对亲本以及F;代分离群体进行基因分型验证并构建雌雄同株异花基因的遗传连锁图谱。[结果]BSA-Seq结果表明,菠菜4号染色体94.74~103.09 Mb区间可能与雌雄同株异花性状相关联。KASP分子标记结果表明,控制雌雄同株异花的基因(Monoecious)与SP111和SP151两个标记连锁,物理位置为96.29~96.43 Mb,该区间有2个与花分生组织和花器官发育相关的基因:Spo06519(F-box家族)、Spo06509(MYB基因家族)。[结论]本研究开发的KASP标记能较好地将菠菜雌株与雌雄同株异花性状区分开来,表明KASP是适用于菠菜性别研究的较理想的分子标记方法,为菠菜遗传基础研究提供参考。