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盾叶秋海棠基因组微型反向重复转座子MITEs的分布模式和表达分析

Distribution of MITEs(Miniature Inverted-repeat Transposable Elements)and Their Expression Patterns in the Genome of Begonia peltatifolia

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摘要利用已发表盾叶秋海棠(Begonia peltatifolia)基因组和不同组织的转录组数据,对基因组中微型重复转座子元件(MITEs)进行鉴定和分类,并对其在基因组上的分布特征、插入偏好和表达状态进行了分析.结果表明,共鉴定出 925 个MITEs拷贝,分属于hAT、Mutator、PIF/Harbinger和Tc1/Mariner等 4 个超家族,其中hAT家族占比最高,达到 70.49%.插入位置分析发现,有 59.5%的MITEs元件位于基因侧翼(上下游各 5 kb)或基因内,其它约 40%的MITEs则位于端粒、着丝粒或其它基因稀疏区域;且位于基因5'侧翼的MITEs 拷贝大约是3'侧翼的MITEs的2倍,插入热点在1 000～3 000碱基对距离内,这些共转录的基因主要与次生代谢、能量合成和转运功能有关;插入到基因内部的则主要分布在非编码区(UTRs和内含子),在外显子上没有观察到 MITEs 的插入,插入基因功能富集主要与功能、蛋白质合成和遗传信息的表达有关.对盾叶秋海棠不同组织的转录组数据共检测到68次MITEs共转录,在营养器官花梗和叶中极少表达.在生殖器官花和活跃分生组织的根中表达较多,且含有MITEs的转录本中,80.8%和其异构体相比,表达量降低或差别不显著,仅有19.1%的表达量增加.这为开展其耐旱的转座子表观遗传调控机制奠定了基础,为耐旱秋海棠新品种选育提供了基因资源.