Tc1Mariner转座子超家族在褶皱臂尾轮虫中的进化和表达分析
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收稿日期#"$"6O$#O$!(修订日期#"$"6O$!O$: 作者简介#范正杰!6II!%"$男$硕士生$主要从事转座子方面的研究'&OHA>B#[9dP"YY9C?H !""!通讯作者#&OHA>B#YdRA@="?WC9<DW9C@
转座子在 基 因 组 中 的 分 布 并 非 是 随 机 的$部 分 转 座子与一些 功 能 元 件 有 密 切 的 联 系*6:O6N+$转 座 子 不 仅 影响了基因组的结构$还参与了基因表达调控的过程$
例如在人类和小鼠中发现E,= 插入的数量与基因差异 表达存在相关 性*6J+' 在 大 鼠 和 小 鼠 中 发 现$长 末 端 重 复序列!-?@=G<8H>@AB8<7<AG<D$-3'"和 长 散 在 重 复 序列!-?@=>@G<8F7<8F<D@WCB<A8<B<H<@GF$-(/&"与基 因表达正相关*6I+' 此 外$转 座 子 插 入 到 基 因 或 基 因 侧 翼区域也可能带来基因功能突变*"$+'
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褶皱 臂 尾 轮 虫 转 录 组 数 据 !]>?78?P<CG#%'U/, N"$IN""由本 实 验 室 测 序 分 析 获 得$取 自 J 个 发 育 阶 段#非 混 交 胚 胎&非 混 交 雌 性&雄 性&雄 性 胚 胎&携 带 雄 性胚胎的混交雌性&携带休眠卵的混交雌性&新产休眠 卵&休眠三个月后的休眠卵 !见图 6"'使用 g<@?H>CO 'A@=<F软件*K"+及8G8ACQBAE<8软件*KK+对转座子及基因 结构进行了统计$并 且 以 基 因 两 侧 的 !$$$T7 的 长 度 分别作 为 基 因 的 上 游 和 下 游 部 分' 转 录 组 数 据 进 行 8<ADF过滤$并使用 23,' 软件*K#+进行比对得到 2,; 文件$再 使 用 2AHG??BF软 件*K!+转 换 为 按 名 字 排 序 的 ],; 文件并用于后续的分析'将基因注释&转座子注 释文件和各个时期转录组进行比对结果$使用 3&G8A@O FC8>7GF软件*K:+进行C?W@GF统计$并使用 '语言软件中 的 *&F<Y"软件*KN+进行标准化及处理$使用D7BE8&[ACO G?<SG8A*KJ+&.ACG?;>@<' 软件*KI+进行平行组及 各 个 组 之间 的 主 成 分 分 析 以 确 保 质 量$最 后 用 3]G??BF 软 件*#$+来得到各个发育时期的所有转座子及基因的 .%O `; 表达量'规定只有在各个发育时期 .%`;5K时 认为该转座 子 有 表 达$进 行 筛 选 后 将 有 表 达 的 转 座 子 使用 '语言软件中的CBWFG<8%8?[>B<8软件*#6+进行富集分 析以获得转座子家族$对富集到的转座子家族与临近基 因的各世代表达进行 %<8F?@相关性分析$以绝对值$L! 作为相关的系数标准$使用 '语言软件中的==7B?G"*KJ+进 行绘图'
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第!"卷!第#期!
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中国海洋大学学报
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其它寄主和寄生体间发现了 G+%-"$% 转座水平转移的 现象$表明 寄 生%寄 主 关 系 可 能 在 转 座 子 水 平 转 移 中 占重 要 地 位*J+' 该 现 象 存 在 于 海 洋 甲 壳 类 动 物 之 间*I+&不同目昆虫之间*6$O66+$甚至存在于不同门的生物 之间$如人类和寄生线虫之间的转移*6"+'然而$目前还 不清楚转座子是如何侵入新的基因组的'参与这种水 平转移的潜在载体是外部寄生者$如螨虫!可能是果蝇 中 %元件水平转移的载体*6K+"4 还是内部寄生者$如病 毒*6#+4 目前针对 P;M)G+%-"$% 的水平转移在昆虫中 报道较多*6!+'
能的视角 去 探 索 P;M)G+%-"$% 超 家 族 在 褶 皱 臂 尾 轮 虫基因组中扮演的角色'
6!材料与方法
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N6II#J"和基 因 注 释 信 息 由 本 实 验 室 分 析 获 得' 重 复 序列注释方法分为同源序列比对和从头预测两类'同 源序列比对方法基于 '<7]AF<*"K+$使用 '<7<AG;AFQO <8*"#+和 '<7<AG78?G<>@HAFQ*"!+软件识别与已知重复序 列相 似 的 序 列' 从 头 预 测 使 用 -3'5.(/*&'*":+$ %>B<8*"N+$'<7<AG2C?WG*"J+$'<7<AG;?D<B<8*"I+等 软 件# 首先建立从头测序重复序列库(再通过 '<7<AGHAFQ<8 软件 预 测' 此 外$使 用 3'.*K$+!RGG7#))GA@D<H9TW9 <DW)G8[)G8[9RGHB"寻 找 基 因 组 中 串 联 重 复 序 列 !3A@O D<H8<7<AG"'重复序列的注释均使用软件默认参数' 将 '<7<AG;?D<B<8&'<7<AG2C?WG&%>B<8&-3'5[>@D<8软件预 测出来的结果结合 '<7]AF<库采用 0CBWFG*K6+的软件!遵 从J$OJ$OJ$ 原则"进行整合获得最终注释结果' 69" 转座子及邻近基因表达分析
K9中国海洋大学三亚海洋研究院 海南省热带水产种质重点实验室$海南 三亚 !N"$$$"
摘!要#!为了探究 P;M)G+%-"$% 转座子超家族对褶皱臂尾轮虫!Q%+;*-&"=6),-;+#-,-6"基因组结构和基因表达调控的影 响$本研究基于褶皱臂尾轮虫的基因组和转录组数据$对褶皱臂尾轮虫的重复序列进行了注释$并对褶皱臂尾轮虫的转座 子的表达和其临近基因的表达进行了统计和富集$在基因上下游及内部区域富集到了6$个转座子家族!其中K个家族属 于P;M)G+%-"$% 超家族"'在针对褶皱臂尾轮虫的P;M)G+%-"$% 超家族分析中$共发现其N个亚家族#P;M!**K#&"&P;\ !**K!*"&G+%-"$%!**K#*"&R&3&!**S*"&<+3+"!**K$*"&P-33$%!**K")K:*"和 :&#M!**K$*"$并主要分布在基因间 区$对转座酶催化区域的结构和系统发育分析显示拥有完整转座酶的K个亚家族!P;M&P;\ 和R&3&"保守性强且聚类情 况良好'基于转录组数据发现各个家族的表达模式较为相似$在雄性阶段表达较高'P;M)G+%-"$% 超家族临近基因的功 能大量涉及到环境信息处理和 生 物 发 育 调 节$反 映 了 褶 皱 臂 尾 轮 虫 基 因 组 对 环 境 的 适 应' 本 研 究 通 过 对 褶 皱 臂 尾 轮 虫 P;M)G+%-"$% 转座子超家族在基因组中的进化和表达进行系统分析$为从功能角度认知P;M)G+%-"$% 转座子并理解P;M) G+%-"$% 对基因组进化的作用提供了新的线索' 关键词#!褶皱臂尾轮虫(P;M)G+%-"$%(转座子(系统发育(表达分析 中图法分类号#!a6NK!!!!!文献标志码#!,!!!!!文章编号#!6:N"O!6N#!"$"""$#O$:"O6K #!6$96:##6)P9C@Q>9RDST9"$"6$6#N 引用格式#!范正杰$王玉珏$张全启9P;M)G+%-"$% 转座子超家族在褶皱臂尾轮虫中的进化和表达分析*U+9中国海洋大 学学报!自然科学版"$"$""$!"!#"#:"ON#9 .A@^R<@=P><$XA@=4WPW<$^RA@=aWA@Y>9&\?BWG>?@A@D<S78<FF>?@?[GR<P;M)G+%-"$%FW7<8[AH>BE>@Q%+;*-&"=6),-;+' #-,-6*U+9%<8>?D>CAB?[)C<A@0@>\<8F>GE?[+R>@A$"$""$!"!#"#:"ON#9
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