玉米基因组中SINE转座子的发掘和特性研究

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短分散核因子(SINE)是一类反转录转座子,它广泛的分布在真核生物的基因组当中。SINEs的功能和作用在哺乳动物中已经被很好的研究,它们在物种基因组进化和起源、基因表达调控和系统发育及生物多样性评价中都扮演了重要的角色。然而在植物中,SINEs的研究还仅仅处于一个初级阶段,尤其在玉米中甚至还没有专门的关于SINE的报导。本实验以玉米基因组为研究对象,利用现有的玉米基因组序列数据,通过生物信息学的手段,在玉米基因组中发现并分离了二个不同的SINE转座子(Zm-SINE1和Zm-SINE2),并对它们的转座特性进行了系统的研究。为以后玉米SINEs的研究、玉米起源和进化以及玉米分子标记的开发提供基础。本实验的主要研究结论如下: 1、通过利用测序及数据库比对的方法,我们在玉米基因组中共发现和分离两个SINE家族,Zm-SINE1和Zm-SINE2。它们在目前的数据库中分别有539个和70个同源序列,因此预计它们在玉米基因组中的拷贝数分别为2500和350。 2、 Zm-SINE1 和 Zm-SINE2都偏好于插入到基因组 A/T 富集区域。同时它们整合基因组位点上并不是随机的,还是有一种特殊偏好性。在5′切割位点上,Zm-SINE1偏好于5′TT/ABBNT-3′区域,而在3′切割上则偏好于5′-TT/B-3′区域。Zm-SINE2在5′切割位点上偏好于5′T/A-3′,在3′切割位点上则不明显。 3、 Zm-SINE1 更偏好于插入到功能基因相关区域。在研究的50个Zm-SINE1家族成员中,有47个成员预计插入剑功能基因内含子、外显子或者3′uTR和5′uTR区域。 4、通过分析两个SINEs的一些家族成员在不同玉米自交系中的存在和缺失多态性,以及两个SINE家族的RNA二级结构,我们推断:Zm-SINE1和Zm-SINE2在最近的一段时期仍然持有活性。
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