菠菜性别差异NUPTs序列的克隆及分析

质体DNA向核基因组转移能够形成核质体DNA,核质体DNA序列的插入是推动动植物基因组及染色体组演化的重要动力.但是核质体DNA的插入和植物性染色体起源及演化之间的关系仍不清楚.以雌雄异株植物菠菜为材料,利用基因组消减杂交技术筛选分离菠菜雌雄基因组差异的NUPTs序列,并进行验证和分析.结果表明,从构建的菠菜消减杂交文库中共得到39条长度为75~308 bp的雌雄差异序列,其平均长度约为154 bp.对获得的序列进行Blastn同源比对发现了12条序列为叶绿体基因组来源序列,这些序列与菠菜叶绿体基因组相似度在98%以上,说明所获得的差异片段为核质体DNA序列.将筛选出的核质体DNA序列进行进一步验证后获得了两个稳定的长度分别为146 bp和199 bp的雄性偏好核质体DNA序列,说明所获得的两个NUPTs序列在菠菜雄性基因组中有更多的累积.

石刁柏核质体DNA的生物信息学分析及染色体定位

在植物基因组中,叶绿体DNA(cpDNA)序列可以向核基因组转移成为核质体DNA(NUPT)。NUPTs在植物染色体(包括性染色体)的演化过程中具有重要作用,但目前相关研究比较缺乏。以雌雄异株植物石刁柏(Asparagus officinalis)为材料,采用生物信息学方法对其核基因组NUPTs进行注释及分析,并选取叶绿体基因组反向重复区(IR)2个片段进行染色体定位。结果表明,石刁柏核基因组中有2239个NUPTs序列的插入,总长度为565970bp,占核基因组的0.047%。不同染色体上插入的NUPTs数量存在较大差异,Y染色体上的NUPTs数量、密度及总长度均高于其它染色体,表明NUPTs在石刁柏性(Y)染色体上累积的更多。石刁柏叶绿体基因组中的IR区、大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)序列均能够向核基因组转移,但IR区序列转移频率更高。此外,对2个IR区的叶绿体序列进行荧光原位杂交,其中AocpIR1主要分布在所有染色体的着丝粒部位,而AocpIR2特异性分布在Y染色体上。研究结果为深入揭示石刁柏基因组的结构及其性染色体的演化奠定了坚实的基础。