小麦幼苗活性LTR反转录转座子筛选及其对非生物胁迫的响应

LTR(长末端重复,long terminal repeat)反转录转座子占小麦基因组的60%以上,筛选小麦基因组中具有转座活性的LTR反转录转座子,并分析其在非生物胁迫下的响应,对研究反转录转座子在小麦抗逆境胁迫中的作用具有重要意义。本研究通过生物信息学分析,从转座子数据库(TREP database)中筛选出4个具有完整结构的LTR反转录转座子Fatima、Wis、Angela和Babara;同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、甲基化特异PCR(methylmion specific PCR,MSP)和转座子展示(transposon display,TD)技术分别分析了它们在盐、ABA、H2O2和干旱等处理的小麦幼苗期(二叶一心)叶和根中的表达水平、甲基化水平和转座活性变化。结果表明,这4个反转录转座子在正常条件下均存在基础水平的转录,并且能够响应上述4种胁迫而发生转录水平的变化,且在相同胁迫条件下表达水平变化趋势一致。Fatima、Angela和Babara在非生物胁迫处理下表达水平的提高与其甲基化水平的降低有关,Wis则相反。反转录转座子LTR序列含有胁迫响应顺式作用元件,但在非生物胁迫条件下顺式作用元件对这4个反转录转座子的调控作用不显著。与叶相比,这4个反转录转座子在根中对胁迫的响应程度更高,且在盐和ABA处理下转座活性更强。本研究将有助于进一步揭示LTR反转录转座子对非生物胁迫的响应规律,为进一步研究利用反转录转座子进行小麦抗逆育种的遗传改良积累资料。

基于马尾松反转录转座子序列的IRAP分子标记开发及应用

[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松IRAP-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42条引物中筛选出多态性丰富、重复性好的29条进行PCR扩增,共获得227条谱带,其中多态性条带207个,多态性比例为91.19%,平均观测等位基因数(Na)为1.911 9±0.284 1,有效等位基因数(Ne)为1.468 0±0.288 2,Nei’s基因多样性指数(H)为0.291 1±0.144 9,Shannon’s信息指数(I)为0.447 2±0.195 3;利用引物P-12、P-15或R-1,可以将栽培种与无性系两类区分开;P-2可作为核心引物,能将12份供试材料有效区分开来;采用IRAP标记构建了供试种质的DNA指纹图谱;供试种质的遗传相似系数为0.46 0.69,以相似系数为基础,进行UPGMA聚类分析,以0.57为阈值可将供试种质分为三类,其中无性系内不同材料间也存在较大的遗传变异。[结论]IRAP分子标记能有效地用于马尾松种质的鉴别与亲缘关系分析等相关研究。

植物反转录转座子的研究进展

反转录转座子是生物界中存在的一类可移动的遗传因子 ,其转座功能通过RNA介导反转录来实现 .它在植物界中普遍存在 ,并在植物基因和基因组进化中扮演了一个极其重要的角色 .概述了植物反转录转座子的类型结构及作为遗传工具在生物学中的作用 .

植物LTR反转录转座子的研究进展

反转录转座子是真核生物基因组中普遍存在的一类可移动的遗传因子,它们以RNA为媒介,在基因组中不断自我复制。在高等植物中,反转录转座子是基因组的重要成分之一。反转录转座子可以分为5大类型,其中以长末端重复(LTR)类型报道较多。LTR类型由于其首尾具有长末端重复序列,内部含有PBS、PPT、GAG和POL开放阅读框、TSD等结构,可以采用生物信息学软件进行预测。LTR反转录转座子的活性受到自身甲基化和环境因素的影响,DNA甲基化抑制反转录转座子转座,而外界环境的刺激能够激活转座子,从而影响插入位点周边基因的表达。同时由于LTR反转录转座子在植物中普遍存在,丰富的拷贝数以及多态性为新型分子标记(RBIP、SSAP、IRAP、REMAP)的开发提供了良好的素材。该文对近年来国内外有关植物反转录转座子的类型、结构特征、LTR反转录转座子的活性及其影响因素、LTR反转录转座子的预测以及标记开发等方面的研究进展进行综述。

梨Ty1-copia反转录转座子的克隆及IRAP分子标记体系的建立

【目的】从早酥梨及其红皮芽变基因组中分离Ty1-copia反转录转座子全长序列,分析序列特点,并基于其中长末端重复序列(LTR)建立IRAP分子标记体系。【方法】以早酥梨及其红皮芽变和极早熟芽变植株叶片为试材,根据已知的Ty1-copia反转录转座子保守区域设计引物,利用同源克隆技术得到目的基因。根据基因两端LTR序列设计引物,建立IRAP分子标记体系,并对早酥梨及其芽变进行遗传分析。【结果】从早酥梨基因组中获得2条Ty1-copia反转录转座子全长序列,分别命名为PbTYZS1和PbTYZS2,长度分别是9 363和9 632bp。从红色芽变基因组中获得1条序列,命名为PbTYRM1,长度为9 652bp。经结构分析,获得的3条序列都是典型的Ty1-copia反转录转座子,但其开放阅读框(ORF)的完整性发生了变化。利用反转录转座子LTR保守区域设计引物成功建立了IRAP分子标记体系,早酥梨与红皮芽变的平均遗传距离为0.104,与极早熟芽变的遗传距离为0.115,并且早酥梨与极早熟芽变的多态性为20.41%,较之与红皮芽变的多态性(18.89%)更为丰富。【结论】早酥梨及其红皮芽变基因组中都含有完整结构的Ty1-copia反转录转座子,建立的IRAP分子标记体系可以得到清晰稳定的多态性指纹图谱。

火龙果Ty3-gypsy类反转录转座子反转录酶序列的克隆及分析

【目的】克隆Ty3-gypsy类反转录转座子反转录酶(RT)序列并分析其特性,为火龙果遗传变异和进化研究提供新的信息。【方法】根据Ty3-gypsy类反转录转座子RT保守区设计简并引物,从红肉和白肉火龙果及其突变体中扩增出430 bp左右的目标片段,回收、克隆、测序获得RT序列,并进行生物信息学分析;采用RT-PCR检测其转录活性。【结果】共获得82条RT序列,其中有55条序列发生终止密码子突变,5条序列发生移码突变;经RT序列对比,火龙果与水稻、拟南芥有较高的同源性;3条RT序列具有转录活性。【结论】火龙果Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列具有高度异质性,部分序列具有转录活性,与其他物种存在反转录转座子的横向传递。

来自中间偃麦草基因组的类反转录转座子片段的克隆及其特征分析

中间偃麦草 [Thinopyrumintermedium ,(Host)BarkworthandDewey]是普通小麦 (TriticumaestivumL )遗传改良的重要基因源 ,已有许多重要基因导入普通小麦。本研究从中间偃麦草基因组克隆到一个类反转录转座子片段 ,命名为pTi2 8。该序列高丰度存在于中间偃麦草基因组 ,低丰度 (寡拷贝 )存在于普通小麦及其近缘种属硬粒小麦 (T durum)、黑麦 (Secalecereale)、小黑麦和簇毛麦 (Hynaldiavillosa)基因组 ,是中间偃麦草专化重复序列。序列对比分析结果显示 ,pTi2 8与大麦、小麦反转录转座子BARE 1和Wis 2 1A的同源性分别为 6 2 8%、70 8%。Southern及原位杂交结果表明 ,pTi2 8属散在型重复序列 。

植物中的反转录转座子及其应用

反转录转座子是植物中最不稳定的遗传元件之一,它们对基因组的大小、结构、功能和进化都有重要作用。本文综述了近年来对植物反转录转座子类型和结构、在基因组中表达、调控、转座活动、进化等方面的研究进展,讨论了它们在遗传研究中的应用前景。

植物反转录转座子及其分子标记

反转录转座子 (retrotransposon)是真核生物中一类可移动因子 ,可分为LTR反转录转座子和非LTR反转录转座子。反转录转座子以高拷贝在植物界广泛分布 ,可以通过纵向和横向分别在世代之间和不同种之间进行传递 ,同一家族的反转录转座子具有高度的异质性 .在一些生物的和非生物的逆境条件下 ,反转录转座子的转录可以被激活。由于反转录转座子的特点 ,使其作为一种分子标记得以应用。S_SAP、IRAP、REMAP和RBIP等分子标记相继发展起来 ,在基因作图、生物遗传多样性与系统进化、品种鉴定等方面具有广泛的应用前景。

植物LTR类反转录转座子序列分析识别方法

LTR类反转录转座子(Long terminal repeat retrotransponson)是真核生物中的一类重要转座元件,具有分布广泛、异质性高等特点,在真核生物基因组进化中起着重要作用,现广泛应用于植物的基因功能分析和遗传多样性研究等方面。LTR类反转录转座子的序列识别是其应用的前提条件,因此对LTR类反转录转座子的序列鉴定和分析方法的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。LTR类反转录转座子序列的生物信息学分析软件按原理可大致分为序列比对分析和相关序列保守区域识别鉴定两类。比对软件如BLAST、DNAstar等,是一种序列相似性搜索程序,通过与已知的反转录转座子序列比对后的序列相似性来判断未知序列是否是反转录转座子序列,但这类软件不能直接获得具体的LTR等特征序列的相关信息,不能对反转录转座子序列的全长进行识别。识别鉴定软件按原理可分为从头算起法、比较基因组法、同源搜索法和结构基础法4种,如LTR-Finder等基于从头算起法的识别鉴定软件,可对LTR类反转录转座子全序列进行较准确地预测和注释,RepeatMasker等基于同源搜索法的软件,通过与数据库中的序列的相似性比对后发现可能存在的LTR类反转录转座子。文章对不同的LTR类反转录转座子预测方法进行了比较和分析,在此基础上归纳总结出一套分析LTR类反转录转座子序列的操作流程,旨在为LTR类反转录转座子序列的分析提供参考。

低能离子束促进小麦copia-反转录转座子的转录与转座(英文)

LTR-反转录转座子是真核基因组重要的组成部分,能通过RNA中间体完成在基因组上的转座。小麦种子受低能氮离子束注入后能促进其反转录转座子的转录,经不同剂量的氮离子束注入的种子发芽24h和48h后,其中的copia-反转录转座子的转录都有不同程度的提高,最高可达到对照的40倍。用基于反转录转座子扩增多态性和反转录转座子微卫星扩增多态性2种分子标记技术扩增经低能氮离子注入后的小麦DNA,指纹图谱显示出了一定的多态性,这说明低能氮离子束激活了小麦中反转录转座子的转座活性。转座子转录活性的增强可调节其邻近基因的表达和mRNA的拼接,反转录转座子插入到基因组上新的位点后,使基因组上的基因发生了重排,这种重排可能表现为植物表型的改变。因此,推测反转录转座子的转录活性提高和转座激活是产生低能离子束注入生物效应的重要原因之一。

反转录转座子分子标记及其在植物研究中的应用

反转录转座子以高拷贝在植物基因组中广泛分布,具有高度的异质性,可作为分子标记对植物基因组进行研究.文章对SSAP、IRAP、REMAP及RBIP4种基于植物反转录转座子开发的分子标记技术的原理、技术流程、特点及其在植物研究中的应用进行了概述.

基于专化的反转录转座子序列开发鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记

通过克隆簇毛麦的专化序列,开发基于其序列的可用于鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记.用根据抗病基因保守域设计的XLS和A3简并引物进行PCR,检测到1条簇毛麦的特异PCR产物,酶切分析与测序结果表明:这条特异带由4类不同的片段组成,且都与反转录转座子具有同源性.以其中1个片段pHv29为探针进行Southern杂交,发现只有含有簇毛麦染色质的材料产生强的杂交信号,表明pHv29是一个对簇毛麦专化的反转录转座子序列.根据pHv29序列重新设计1对特异引物pHv29-F和pHv29-R,用一系列含有簇毛麦染色质的易位系或添加系的基因组DNA为模板进行PCR扩增,电泳结果表明pHv29433可以作为鉴定簇毛麦的染色质的分子标记.

低能N^+辐照提高小麦反转录转座子Wis2-1A的转录并影响其邻近基因表达

为研究小麦反转录转座子Wis2-1A在低能离子束辐照小麦生物效应中的作用,用实时定量PCR的方法测定不同注量下Wis2-1A的转录水平及在基因组中的拷贝,并用转座子显示技术研究了Wis2-1A在注量为5×1017N+/cm2的低能离子束处理后的转录对其邻近基因表达的影响,结果显示:不同注量的N+辐照都能提高Wis2-1A的转录水平,但在基因组水平上的拷贝没有大的提高,且在较高注量下,由于Wis2-1A的高水平转录导致其邻近的某些基因沉默,这说明Wis2-1A在低能离子注入生物效应中起主要作用。

植物反转录转座子的研究进展

反转录转座子几乎是所有植物基因组的主要成分,不仅对基因组的大小、结构、功能和进化,而且对两翼基因的表达水平都有重要影响。该文从反转录转座子的类型和特征、分离鉴定、活性及其对基因组的影响、应用现状等多个方面概述了植物反转录转座子的研究进展,以期为进一步揭示反转录转座子在植物基因组中的功能奠定基础。

香菇反转录转座子间扩增多态性(IRAP)PCR反应体系的研究

为了开发香菇反转录转座子间扩增多态性标记(IRAP),建立稳定的IRAP-PCR反应体系,对影响IRAP-PCR的主要因素进行了优化筛选。确定了最佳反应体系为:20μl反应体系中,包含30ng模板DNA,0.30μmol/L引物,0.3mmol/L dNTPs,2.0mmol/L Mg2+及0.75UTaq酶。梯度PCR试验筛选得到的最佳退火温度为56.1℃。采用上述最佳反应体系和引物LTR1L-MarY1L对香菇18个菌株进行了IRAP-PCR扩增,验证了该体系的可靠性。

蒙古冰草基因组类反转录转座子基因同源序列的克隆与序列分析

以蒙古冰草DNA为模板,采用PCR扩增的方法从蒙古冰草（Agropyron mongolicumKeng）中分离得到了一个类反转录转座子基因序列,命名为MwRRT（GenBank：GQ855806.1）。序列分析结果表明：该序列长为1 005 bp,包含780 bp的开放阅读框,编码260个氨基酸。经GenBank中BLAST程序分析表明,该片段98~255处氨基酸与水稻（Oryza sativa）预测逆转录转座子蛋白Ty3-gypsy亚类、预测种属特异抗原—聚合酶（Gag-Pol）前体和预测聚合酶氨基酸同源性为47%;与高粱（Sorghum bicolor）的预测GAG-POL前体氨基酸同源性为52%。

植物反转录转座子及其在功能基因组学中的应用

高等植物中的反转录转座子是构成植物基因组的重要成分之一。它分病毒家族和非病毒家族两类,病毒家族包括反转录病毒和类似于反转录病毒的非病毒转座子,病毒家族中的反转录转座子可再细分为Ty3 gypsy类和Ty1 copia类;非病毒家族可细分为LINE类和SINE类。正常情况下大部分反转录转座子不具有活性,某些生物或非生物因素胁迫可激活部分反转录转座子转座。反转录转座子自身编码反转录酶进行转录,以“拷贝-粘贴”的转座模式导致基因组扩增和进化。具有活性的反转录转座子通过插入产生新的突变,可作为一种基因标签技术,应用于功能基因组学研究,并成为研究植物基因功能和表达的重要技术平台。本文综述了近几年来在植物反转录转座子方面的研究进展,主要包括植物反转录转座子的结构、特征、活性及其对基因组的影响和它们在功能基因组学中的应用。

Copia类型反转录转座子在籽粒苋中的表现

利用籽粒苋为材料 ,通过PCR扩增、克隆研究了copia类型反转录转座子的反转录酶序列在籽粒苋中的表现 ,结果表明 :(1)反转录转座子在苋属的 30个品系中同时检测到 ,说明反转录转座子在籽粒苋的不同种中普遍存在 ;(2 )对野生苋 (A .quitensis)中克隆、序列分析 2 8个反转录转座子的反转录酶序列 ,碱基分析表明 ,它们存在高度异质性 ,不同的反转录酶序列均存在不同程度的碱基缺失突变和终止密码子的突变 ;(3)对 2 8个序列与已发表的一些不同物种 (如水稻、矮牵牛和果蝇等 )的同一类型序列聚类分析表明 ,存在于野生苋中的反转录转座子与来源于双子叶或单子叶植物的反转录转座子关系密切 ,它们与果蝇的copia因子和

植物基因组中的非LTR反转录转座子SINEs和LINEs

反转录转座子是基因组进化的推动者之一,分为LTR和非LTR两种类型。前者是真核基因组的主要组分,结构和转座方式与逆转录病毒类似。后者是最初发现于动物基因组新近发现在植物基因组中也广泛存在的新型重复序列,包括LINEs(long interspersed nuclear elements)和SINEs(short interspersed nuclear elements)两个亚型。它们大多因自身或受宿主基因组的调控而失去转座活性。其转座机理目前还不十分清楚,推测LINEs可以自主转座,SINEs依赖其他转座子被动转座。种系分析认为LINEs可能是最古老的反转录转座子,SINEs的起源未知。文章对以上内容进行了归纳和讨论。