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[硕士论文] 李帑洛
发育生物学 湖南师范大学 2012(学位年度)
摘要:在真核生物基因组中存在着丰富的可移动元件(TransposableElements,TEs),它们是基因组中最具活力的组成成分之一,主要分为DNA转座子和反转座子。其中的短散在重复序列(Shortinterspersedelements,SINEs)是一类长80~400bp的反转座子,大部分能够无害的插入到基因组的非功能区域。并且,一旦它们插入到基因组中,就很难再被完全删除。因此,SINEs是一种行之有效的分子遗传标记。不少研究者都致力于通过在不同的物种中发现新的反转座子家族来研究和分析反转座子的遗传和进化,并将之应用于系统发育分析。HmmoSINE家族是一类广泛存在于自然鲤科鱼类中的反转座子家族,并且已有研究对该科鱼类中的HAmoSINE家族进行了遗传进化分析。
   虽然在自然界鱼类中已经有大量有关反转座子的研究,但在多倍体鱼中却鲜有报道,特别是关于远缘杂交和多倍化对多倍体杂交鱼后代中反转座子产生的影响的研究还未见报道。
   在以往的研究中,通过远缘杂交技术将红鲫(Carassiusauratusredvar,RCC♀,2n=100,)与团头鲂(Megalobramaamblycephala,BSB♂,2n=48)进行亚科间杂交获得了两性可育的四倍体鲫鲂杂交鱼(4nRB)和不育的三倍体鲫鲂杂交鱼(3nRB)。在此基础上,本论文主要研究了杂交和多倍化对这两种多倍体杂交鱼中反转座子家族产生的不同影响,并对两种不同倍性多倍体杂交鱼及其亲本的SINEs新家族进行了挖掘,主要研究内容如下:
   一、以广泛存在于鲤科鱼类中的HAmoSINE反转座子家族为基础,通过大规模克隆测序和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(PAGE)分析了该家族在红鲫、团头鲂、四倍体鲫鲂以及三倍体鲫鲂杂交鱼后代中的遗传变异和多态性情况。在团头鲂中扩增出了两种长度的片段,这些片段只相差一个碱基且相似度非常的高;在红鲫中,扩增出了4种长度的片段,这些片段间的差异性较团头鲂要高;在四倍体鲫鲂杂交鱼后代中,HAmoSINE家族产生了明显高于亲本的变异,这些变异包括长度的变化,碱基的突变与增减以及小片段的插入,从而导致其多态性显著增加;在三倍体鲫鲂杂交鱼后代中,该家族则表现出较高的保守性。这些结果一方面反映了远缘杂交和多倍化对杂交鱼后代基因组产生的巨大冲击;另一方面,说明不同的多倍化途径对该反转座子家族产生的影响不同。
   二、通过反向PCR在四倍体鲫鲂中首次定义了一个新的重复序列。通过BlastN比对发现,除了其tRNA相关区域具有相似片段以外,其他区域没有相似的序列。该重复序列的每个重复单元都具有明显的tRNA相关区和AT-rich尾部或polyT尾部,推断此重复单元由两个新的嵌合存在的SINE家族组成。由于这两个家族最初是在四倍体鲫鲂中发现的,故将其命名为CM1-SINE和CM2-SINE。在红鲫和三倍体鲫鲂中同样发现了该重复序列的存在,而在团头鲂中则没有检测到。分析推测该家族是由母本红鲫遗传给四倍体鲫鲂和三倍体鲫鲂的。CM1-SINE和CM2-SINE两个新家族的发现为利用SINEs对鱼类进行系统发育分析提供了新的分子标记。
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