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分子植物育种
(
网络版
), 2013
年
,
第
11
卷
,
第
1181
-
1189
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2013, Vol.11, 1181
-
1189
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
Copyright © 2013 5
th
Publisher 1181
研究论文
Research Articles
番茄基因组逆转座子的鉴定与演化分析
许莹修
江苏省农业科学院经济作物研究所生物信息项目组
,
农业部长江下游棉花和油菜重点实验室
(
南京
),
南京
,
210014
通讯作者：
mailbox_e@163.com
；
作者
分子植物育种
, 2013
年
,
第
11
卷
,
第
25
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2013.11.0025
这是一篇采用
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引用格式
(
中文
)
：
许莹修
, 2013,
番茄基因组逆转座子的鉴定与演化分析
,
分子植物育种
(online), 11(25): 1181-1189 (doi: 10.5376/mpb.cn.2013.11.0025)
引用格式
(
英文
)
：
Xu Y.X., 2013, Genome-scale Identification and Evolutionary Analysis of LTR Retrotransposons in Tomato, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular
Plant Breeding), 11(25): 1181-1189 (doi: 10.5376/mpb.cn.2013.11.0025)
摘
要
逆转座子是真核生物特别是高等植物基因组的重要组分，对其演化起到关键作用。为了解析逆转座子在番茄基因
组中的分布及其在基因组进化中的作用，采用结构分析和同源比较方法从全基因组水平鉴定了栽培番茄的
LTR
逆转座子，
得到
15 036
个逆转座元件，共
86.01 Mb
，占测序序列的
11.02%
。将这些元件分为
330
个家族，其中
copia
类的
182
个家族，
gypsy
类
80
个。完整转座元件的转座时间在
2.5 MYA
时间处于高峰，比大豆、玉米等逆转座元件整体古老。比较栽培番茄
与野生醋栗番茄中完整转座子的时空分布发现栽培番茄
(
Solanum lycopersicum
)
与野生番茄
(
Solanum pimpinellifolium
)
在最近
的时间段内
(25
万年以内
)
产生了较明显的分化。有
930
个逆转座元件插入到基因序列附近或内部，可能在物种演化中起到
了重要作用。
关键词
逆转座子；逆转座元件；分布；基因组
;
演化
Genome-scale Identification and Evolutionary Analysis of LTR Retrotransposons
in Tomato
Xu Yingxiu
Key Laboratory of Cotton and Rapeseed(Nanjing), Ministry of Agriculture, Institute of Industrial Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing,
210014, PR. China
Corresponding author, mailbox_e@163.com;
Authors
Abstract
Retrotransposons are major components of eukaryote genomes, especially for higher plants. They play important roles
in genomes evolution. In order to understand distribution and function of retrotransposons in tomato genome evolution, 15 036 LTR
transposable elements were identified by structure-based and homology-based methods. They have a total size of 86.01 Mb, about
11.02% of the sequenced genome. They were clustered and classified into 330 families, 182 of which were
copia
type and 80 were
gypsy
type. Intact elements’ transposition time peaked at 2.5 MYA, indicating tomato retro-elements are older than that of other
plants, such as soybean and maize. Comparison of intact elements space-time distribution between tomato (
Solanum lycopersicum
)
and its wild ancestor current tomato (
Solanum pimpinellifolium
) suggests they have a continual genetic interchange and differentiate
at very recent time. There are 930 retro-elements localized close to or inside genes and might play important role during tomato
speciation and evolution.
Keywords
Retrotransposon; Retro-element; Distribution; Genome; Evolution
研究背景
DNA
重复序列是构成真核生物基因组的主要
组分，其中移动元件
(mobile elements)
占有很大比
例。逆转座子
(retrontransposon)
是一类通过“复制
-
粘贴”方式转座的移动元件，在真核生物中特别是
许多植物基因组中普遍存在
(Finnegan, 1989; Kumar
and Bennetzen, 1999; Sabot and Schulman, 2006;
SanMiguel et al., 1996; Wicker et al., 2007)
。其中
LTR
逆转座子两端有正向长末端重复序列
(long
terminal repeat, LTR)
，中间是一个或几个开放阅读
收稿日期：
2013
年
06
月
24
日
接受日期：
2013
年
06
月
26
日
发表日期：
2013
年
08
月
08
日
基金项目：本研究由江苏省农业科技自主创新基金
(CX(12)5037)
资助