本文主要研究内容
作者胡竞文（2019）在《鱼类基因组中MITEs转座子的鉴定与演化分析》一文中研究指出：转座子(Transposable elements,TEs)是一类能够在基因组中移动的DNA重复序列,它主要分为两类,一类是以“复制和粘贴”的方式进行转座的逆转录转座子(RNA转座子),另一类是以“剪切和粘贴”的方式进行转座的DNA转座子。微型反向重复转座元件(Miniature inverted-repeat transposable elements,MITEs)主要是指DNA转座子中不能自主进行转座的一类转座子,长度一般为50到800 bp,其序列两端有一段典型的末端反向重复序列(TIR)和靶位点重复序列(TSD)。MITEs在脊椎动物基因组中拷贝数很高,通常分布在基因附近。目前对于MITEs的含量、多样性、分布和转座机制都有较为深入的认识。鱼类的物种数(大于30,000种)占整个脊椎动物物种数一半以上,它也是海洋和淡水生态系统重要组成部分,主要包含无颌类、软骨鱼类、肉鳍鱼类和辐鳍鱼类。在鱼类演化历史中,基因复制非常频繁,复制的基因和基因组对物种进化和形成都产生影响。随着下一代测序技术的发展,鱼类基因组数据被陆续公布,为我们研究的开展提供了契机。转座子在鱼类基因组的含量很高,比如斑马鱼(Danio rerio)基因组中58%都是转座子,所以转座子是鱼类基因组的重要组成部分。MITEs是转座子中特殊的一类,目前,植物、昆虫、病毒都构建了相关的MITEs转座子库,但对鱼类的MITEs转座子还没有一个较为系统的预测。因此完成鱼类代表物种基因组MITEs转座子的准确注释和相关基因分析,将有助于对鱼类的深入研究。本研究中我们选取了34种具代表性的鱼类(无颌类3种、软骨鱼类2种、肉鳍鱼类1种、辐鳍鱼类28种)和文昌鱼(Branchiostoma belcheri)的基因组,运用生物信息学方法对这些物种基因组中的MITEs进行鉴定和比较基因组学分析,主要研究结果如下:(1)鱼类基因组中MITEs的鉴定、分类和含量我们从NCBI中下载了全基因组数据,通过MITE-Hunter等软件预测鱼类基因组中的MITEs转座子并构建一致序列,然后通过TIR、TSD的序列特征对预测得到的MITEs转座子进行分类。结果表明,鱼类基因组中主要含有的MITEs超家族有:Tc1-Mariner、PHIS、P、Kobolok、PiggyBac、hAT、Ginger、CMC、Merlin、Sola2,其中Tc1-Mariner超家族占比最大。分析MITEs转座子含量与相应物种基因组大小的关系,发现两者并无相关性。(2)MITEs在基因组中的扩增模式根据K2P模型(Kimura 2 parameter distances)计算全长拷贝序列在基因组中的插入时间。发现在鱼类的演化过程中,出现了一到两次的MITEs转座子爆发事件,多数物种的转座子爆发发生在2-0.5百万年前,并且系统发育关系较近的物种,MITEs的扩增情况类似。无颌类的蒲氏盲鳗(Eptatretus burgeri)、日本七鳃鳗(Lethenteron camtschaticum)、海七鳃鳗(Petromyzon marinus)、软骨鱼类的猬鳐(Leucoraja erinacea)和肉鳍鱼类的矛尾鱼(Latimeria chalumnae),这五种鱼类的MITEs爆发都发生在1.5-0.5百万年前。辐鳍鱼类最近一次MITEs转座子爆发发生在2.5-1.5百万年前,墨西哥丽脂鲤(Astyanax mexicanus)、斑马鱼、罗非鱼(Oreochromis niloticus)、象鼻鱼(Paramormyrops kingsleyae)和犀角金线鲃(Sinocyclocheilus rhinocerous)出现了两次MITEs爆发期。由于MITEs需要借助其他转座子的转座酶进行转座,我们筛选了相应鱼类基因组中与MITEs具有一致TIR序列的长拷贝,最终在14种鱼类基因组中发现了72条自主型转座子,包含两个超家族:Tc1-Mariner和hAT,其中大部分自主型转座子是具有DD34E结构的Tc1-Mariner。(3)鱼类基因组中MITEs邻近基因分析选取的35个物种中,只有25种有注释信息文件可以进行MITEs插入位置和邻近基因分析。结果表明完整的MITEs在鱼类基因组中主要插入到基因的3’和5’端。同时,发现MITEs存在插入到基因内部的情况,并有多个拷贝插入到基因的外显子中。另外,不同鱼类基因组中的MITEs转座子会插入到相同基因,说明鱼类MITEs转座子的靶位点具有一定的相似性。根据各个物种在AnnotationHub中对应的注释信息数据库,将被MITEs插入的基因进行GO富集分析,由于MITEs很多插入到未注释的新基因中,因此只得到12个物种的GO富集结果。其中斑马鱼、斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)、弗氏假鳃鳉(Nothobranchius furzeri)、大西洋鲑(Salmo salar)都富集到与GTP酶活性相关的多个term中,象鼻鱼(Paramormyrops kingsleyae)、日本青鳉(Oryzias latipes)富集到一个与ATP酶活性相关的term,墨西哥丽脂鲤和弗氏假鳃鳉都富集到基因在蛋白激酶活性的term中。综上所述,本研究对部分鱼类基因组的MITEs进行预测、构建一致序列、分类,进一步分析基因组大小和MITEs含量的关系。计算MITEs的插入时间来研究MITEs在鱼类基因组的扩增情况,确定MITEs的插入位置来探讨MITEs相关基因的功能。研究结果丰富了脊椎动物MITEs转座子数据,填补了鱼类MITEs转座子演化研究的空白,有助于促进鱼类基因组中MITEs的功能研究。
Abstract
zhuai zuo zi (Transposable elements,TEs)shi yi lei neng gou zai ji yin zu zhong yi dong de DNAchong fu xu lie ,ta zhu yao fen wei liang lei ,yi lei shi yi “fu zhi he nian tie ”de fang shi jin hang zhuai zuo de ni zhuai lu zhuai zuo zi (RNAzhuai zuo zi ),ling yi lei shi yi “jian qie he nian tie ”de fang shi jin hang zhuai zuo de DNAzhuai zuo zi 。wei xing fan xiang chong fu zhuai zuo yuan jian (Miniature inverted-repeat transposable elements,MITEs)zhu yao shi zhi DNAzhuai zuo zi zhong bu neng zi zhu jin hang zhuai zuo de yi lei zhuai zuo zi ,chang du yi ban wei 50dao 800 bp,ji xu lie liang duan you yi duan dian xing de mo duan fan xiang chong fu xu lie (TIR)he ba wei dian chong fu xu lie (TSD)。MITEszai ji chui dong wu ji yin zu zhong kao bei shu hen gao ,tong chang fen bu zai ji yin fu jin 。mu qian dui yu MITEsde han liang 、duo yang xing 、fen bu he zhuai zuo ji zhi dou you jiao wei shen ru de ren shi 。yu lei de wu chong shu (da yu 30,000chong )zhan zheng ge ji chui dong wu wu chong shu yi ban yi shang ,ta ye shi hai xiang he dan shui sheng tai ji tong chong yao zu cheng bu fen ,zhu yao bao han mo ge lei 、ruan gu yu lei 、rou qi yu lei he fu qi yu lei 。zai yu lei yan hua li shi zhong ,ji yin fu zhi fei chang pin fan ,fu zhi de ji yin he ji yin zu dui wu chong jin hua he xing cheng dou chan sheng ying xiang 。sui zhao xia yi dai ce xu ji shu de fa zhan ,yu lei ji yin zu shu ju bei liu xu gong bu ,wei wo men yan jiu de kai zhan di gong le qi ji 。zhuai zuo zi zai yu lei ji yin zu de han liang hen gao ,bi ru ban ma yu (Danio rerio)ji yin zu zhong 58%dou shi zhuai zuo zi ,suo yi zhuai zuo zi shi yu lei ji yin zu de chong yao zu cheng bu fen 。MITEsshi zhuai zuo zi zhong te shu de yi lei ,mu qian ,zhi wu 、kun chong 、bing du dou gou jian le xiang guan de MITEszhuai zuo zi ku ,dan dui yu lei de MITEszhuai zuo zi hai mei you yi ge jiao wei ji tong de yu ce 。yin ci wan cheng yu lei dai biao wu chong ji yin zu MITEszhuai zuo zi de zhun que zhu shi he xiang guan ji yin fen xi ,jiang you zhu yu dui yu lei de shen ru yan jiu 。ben yan jiu zhong wo men shua qu le 34chong ju dai biao xing de yu lei (mo ge lei 3chong 、ruan gu yu lei 2chong 、rou qi yu lei 1chong 、fu qi yu lei 28chong )he wen chang yu (Branchiostoma belcheri)de ji yin zu ,yun yong sheng wu xin xi xue fang fa dui zhe xie wu chong ji yin zu zhong de MITEsjin hang jian ding he bi jiao ji yin zu xue fen xi ,zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)yu lei ji yin zu zhong MITEsde jian ding 、fen lei he han liang wo men cong NCBIzhong xia zai le quan ji yin zu shu ju ,tong guo MITE-Hunterdeng ruan jian yu ce yu lei ji yin zu zhong de MITEszhuai zuo zi bing gou jian yi zhi xu lie ,ran hou tong guo TIR、TSDde xu lie te zheng dui yu ce de dao de MITEszhuai zuo zi jin hang fen lei 。jie guo biao ming ,yu lei ji yin zu zhong zhu yao han you de MITEschao jia zu you :Tc1-Mariner、PHIS、P、Kobolok、PiggyBac、hAT、Ginger、CMC、Merlin、Sola2,ji zhong Tc1-Marinerchao jia zu zhan bi zui da 。fen xi MITEszhuai zuo zi han liang yu xiang ying wu 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niloticus)、xiang bi yu (Paramormyrops kingsleyae)he xi jiao jin xian ba (Sinocyclocheilus rhinocerous)chu xian le liang ci MITEsbao fa ji 。you yu MITEsxu yao jie zhu ji ta zhuai zuo zi de zhuai zuo mei jin hang zhuai zuo ,wo men shai shua le xiang ying yu lei ji yin zu zhong yu MITEsju you yi zhi TIRxu lie de chang kao bei ,zui zhong zai 14chong yu lei ji yin zu zhong fa xian le 72tiao zi zhu xing zhuai zuo zi ,bao han liang ge chao jia zu :Tc1-Marinerhe hAT,ji zhong da bu fen zi zhu xing zhuai zuo zi shi ju you DD34Ejie gou de Tc1-Mariner。(3)yu lei ji yin zu zhong MITEslin jin ji yin fen xi shua qu de 35ge wu chong zhong ,zhi you 25chong you zhu shi xin xi wen jian ke yi jin hang MITEscha ru wei zhi he lin jin ji yin fen xi 。jie guo biao ming wan zheng de MITEszai yu lei ji yin zu zhong zhu yao cha ru dao ji yin de 3’he 5’duan 。tong shi ,fa xian MITEscun zai cha ru dao ji yin nei bu de qing kuang ,bing you duo ge kao bei cha ru dao ji yin de wai xian zi zhong 。ling wai ,bu tong yu lei ji yin zu zhong de MITEszhuai zuo zi hui cha ru dao xiang tong ji yin ,shui ming yu lei MITEszhuai zuo zi de ba wei dian ju you yi ding de xiang shi xing 。gen ju ge ge wu chong zai AnnotationHubzhong dui ying de zhu shi xin xi shu ju ku ,jiang bei MITEscha ru de ji yin jin hang GOfu ji fen xi ,you yu MITEshen duo cha ru dao wei zhu shi de xin ji yin zhong ,yin ci zhi de dao 12ge wu chong de GOfu ji jie guo 。ji zhong ban ma yu 、ban dian cha wei hui (Ictalurus punctatus)、fu shi jia sai jiang (Nothobranchius furzeri)、da xi xiang gui (Salmo salar)dou fu ji dao yu GTPmei huo xing xiang guan de duo ge termzhong ,xiang bi yu (Paramormyrops kingsleyae)、ri ben qing jiang (Oryzias latipes)fu ji dao yi ge yu ATPmei huo xing xiang guan de term,mo xi ge li zhi li he fu shi jia sai jiang dou fu ji dao ji yin zai dan bai ji mei huo xing de termzhong 。zeng shang suo shu ,ben yan jiu dui bu fen yu lei ji yin zu de MITEsjin hang yu ce 、gou jian yi zhi xu lie 、fen lei ,jin yi bu fen xi ji yin zu da xiao 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的胡竞文，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于鱼类论文,基因组论文,分布论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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