MLE转座子和PIF类转座子在竹亚科植物基因组的分布、进化和功能分析

转座子是动植物基因组的重要组成部分，在研究基因组进化和开发基因标签发挥着重要作用。mariner-like elements (MLE)和P instability factor (PIF)类转座子在植物基因组中广泛分布，是转座子标签开发中最具前景的元件之一。本项目在原有工作基础上，检测这两类转座子在竹类植物基因组含量及在染色体分布的偏好性，探讨转座子在长期进化过程对其基因组影响；应用染色体步行法等技术分离具有完整MLE和PIF类转座子，通过酵母表达体系鉴定筛选具转座功能的转座子；研究这两类转座子在毛竹等发育过程及其变异类型间转座插入位点的多态性、调控基因网络，揭示转座子在竹子生长发育过程中的作用。竹子转座子的研究，为禾本科比较基因组学研究增添新的基础数据，探索竹子形态易变、多变的分子机制，为竹子分类提供理论依据，开发的基因标签等工具，可解决竹子育种中的诸多难题，促进禾本科植物的育种进程。

转座子是动植物基因组的重要组成部分，在研究基因组进化和开发基因标签发挥着重要作用。Mariner-like elements (MLE)和 P instability factor (PIF)类转座子在植物基因组中广泛分布, 是转座子标签开发中最具前景的元件之一。本项目在研究竹子基因组大小与其进化关系的基础上，应用染色体步行法等技术从毛竹基因组中分离具有结构完整的1个PIF和2个MLE类转座子，结构分析表明位于PhPIF-1转座酶区域的2个移码突变，其中一个位于保守区域BlockN3处，推测该PIF类转座子不具有转座活性。2个MLE类转座子（Phmar1和Phmar2）具有完整的催化结构域和DNA结合结构域，用HELIX-TURN-HELIX MOTIF PREDICTION 软件清楚地预测到在N端有个螺旋-拐角-螺旋，在C端有个典型的DD39D结构域，表明Phmar1和Phmar2可能是一个潜在活性转座子；经酵母表达体系鉴定Phmar1和及其非自主转座子Phmar1NA具有异源转座活性，并且具有转座偏向于插入富含 TA的位点、插入位点上下游皆有基因存在且多数与插入位点的距离在2000 bp 之内等特点；通过对 Phmar1TPase 的定点（6个位点）突变可提高Phmar1NA 和 Phmar1的转座活性，最高可达10倍以上。SSAP技术发现MLE转座子在毛竹变种和栽培种基因组中的插入位点具有丰富的多态性，暗示该转座子在毛竹品种演化和分化过程参与了调控。竹子转座子的研究，为 动植物的比较基因组学研究增添新的基础数据；探索竹子形态易变、多变的分子机制，为竹子分类提供理论依据；高活性转座子开发的基因标签等工具可解决竹子育种中的诸多技术难题，促进禾本科植物的育种进程。