家蠶SINE轉(zhuǎn)座子的全基因組鑒定及進(jìn)化分析.pdf

1、SINEs是一類廣泛存在于高等真核生物中的非自主的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，其在生物基因組的進(jìn)化中扮演重要角色。如在人類基因組中約占13.6％。家蠶是一類重復(fù)序列含量較高的昆蟲，大約占基因組的40％。然而，目前發(fā)現(xiàn)的SINEs轉(zhuǎn)座子類型很少，只有BM1和BmSE兩類。SINEs轉(zhuǎn)座子鑒定方法的單一，是可能造成許多新的SINEs未被發(fā)現(xiàn)的原因之一。隨著家蠶和越來越多物種的基因組數(shù)據(jù)及圖譜的公布，使得從全基因組水平上對SINEs的鑒定提供了可能。本文的

2、研究結(jié)果如下:
　　 1.家蠶和其它三種鱗翅目昆蟲中SINEs轉(zhuǎn)座子的鑒定
　　 我們開發(fā)出一套新的預(yù)測SINEs的軟件對家蠶、煙草天蛾、帝王蝶和詩神袖蝶四種鱗翅目昆蟲進(jìn)行SINEs的全基因組鑒定。我們在家蠶中，除BM1和BmSE外，發(fā)現(xiàn)了4個新的SINEs家族(分別被命名為BmSINE1到BmSINE4)，拷貝數(shù)幾十到幾百個不等。整個SINEs家族的序列片段長度大約占整個基因組的4.7％。煙草天蛾和詩神袖蝶中均發(fā)現(xiàn)3個

3、SINEs家族，分別命名為MeSINE1到MeSINE3，和HmSINE1到HmSINE3，拷貝數(shù)從幾十到幾萬不等。它們分別占基因組的2.5％和3.8％。帝王蝶的SINEs含量，無論是從數(shù)量還是種類都比前面三種昆蟲少得多。帝王蝶中沒有發(fā)現(xiàn)新的SINEs家族，只有一類已被報道過的的HaSE，有2892個拷貝，僅占基因組的0.3％。
　　 2.家蠶SINEs轉(zhuǎn)座子在染色體和基因附近的分布
　　 為探究SINEs轉(zhuǎn)座子在家蠶基

4、因組中的插入偏好性，我們統(tǒng)計了BM1和BmSE分別在不同染色體，同一染色體內(nèi)部的不同區(qū)域，以及基因附近的分布情況。在染色體上，BM1是隨機均勻分布的;而BmSE卻呈現(xiàn)了不同程度的區(qū)域偏好性。通過統(tǒng)計BmSE含量不同區(qū)域的GC含量和基因含量，我們發(fā)現(xiàn)了這種偏好性與GC含量無關(guān)而與基因密度成反比。同時我們還統(tǒng)計了在基因以及它兩側(cè)的區(qū)域SINEs轉(zhuǎn)座子的插入拷貝數(shù)。兩類SINEs轉(zhuǎn)座子都在基因內(nèi)部的拷貝數(shù)小于對照組，特別是外顯子區(qū)域分別只有很

5、少的拷貝(9個BM1和17個BmSE)。且在基因兩側(cè)的拷貝數(shù)隨著距離基因的距離增加，而拷貝數(shù)增加。
　　 3.家蠶SINEs轉(zhuǎn)座子的擴(kuò)增時間和模式
　　 我們對家蠶SINEs轉(zhuǎn)座子完整序列核苷酸距離進(jìn)行計算，估計它們的擴(kuò)增時間。結(jié)果表明，絕大多數(shù)SINEs都是在最近3個百萬年內(nèi)擴(kuò)增。BM1的擴(kuò)增時間比BmSE早:BmSE在最近2個百萬年內(nèi)大量擴(kuò)增，而BM1的擴(kuò)增時間在1百萬年到3百萬年內(nèi)，且在最近一個百萬年內(nèi)開始不活躍。