近幾十年來,大量生物基因組注釋研究表明,轉(zhuǎn)座元件(Transposableelements,TEs)或轉(zhuǎn)座子(Transposons)及其可識別的殘余成分,也稱為轉(zhuǎn)座組(mobilome),在原核生物和真核生物中廣泛分布,對生物的基因組和基因進化發(fā)揮重要作用,轉(zhuǎn)座子已成為后基因組時代的研究熱點。但關于豬基因組中轉(zhuǎn)座成份的注釋還比較粗略,遺漏了大量信息,缺乏對豬轉(zhuǎn)座組的多樣性、進化、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)座活性及其對功能基因影響等信息的系統(tǒng)解讀。同時轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)分子標記在豬等家畜中研究報道很少,其研究的深度和廣度還遠不及人類、小鼠和植物。基于此,本論文主要開展了以下研究工作:1.使用多個軟件重新挖掘豬基因組中的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,并進行了系統(tǒng)分類、進化動力學和插入年齡分析,構(gòu)建了新的豬重復序列數(shù)據(jù)庫;2.利用新構(gòu)建的豬重復序列數(shù)據(jù)庫,對豬基因組和轉(zhuǎn)錄組進行重新注釋,揭示其對基因組和轉(zhuǎn)錄組的影響;3.根據(jù)RepeatMasker注釋結(jié)果,探究了轉(zhuǎn)座組對宿主基因(蛋白質(zhì)編碼基因和lncRNA基因)的影響;4.對年輕反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進行了轉(zhuǎn)錄活性、啟動子活性和轉(zhuǎn)座活性檢測研究;5.以SINE為例,系統(tǒng)解析了轉(zhuǎn)座子插...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 文獻綜述
    1. 轉(zhuǎn)座子介紹
        1.1 轉(zhuǎn)座子的定義
        1.2 轉(zhuǎn)座的分類
        1.3 轉(zhuǎn)座子的應用
    2. 轉(zhuǎn)座子的挖掘
        2.1 從頭挖掘法
        2.2 基于序列同源性的挖掘方法
        2.3 基于結(jié)構(gòu)的挖掘方法
        2.4 重復序列的校正和分類
        2.5 基因組注釋
    3. 轉(zhuǎn)座子是哺乳動物遺傳變異的重要來源
        3.1 轉(zhuǎn)座子擴張差異是造成的基因組大小差異的主要原因
        3.2 轉(zhuǎn)座子是驅(qū)動基因組結(jié)構(gòu)變異的重要動力
        3.3 轉(zhuǎn)座子對基因活性具有廣泛影響
    4. 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是豬等哺乳動物基因組的重要組成成分
    5. 人和小鼠基因組中均含有活性反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子
    6. 轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)(TIP)是重要的新型分子標記
        6.1 TIP分子標記種類
        6.2 TIP分子標記具有很好的應用前景
引言
第二章 豬基因組中轉(zhuǎn)座子挖掘、分類和進化分析及其對基因組和轉(zhuǎn)錄組的影響
    1. 材料與方法
        1.1 豬基因組中反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的挖掘
        1.2 豬轉(zhuǎn)座組對基因組和轉(zhuǎn)錄組的影響
        1.3 轉(zhuǎn)座子年齡估算
        1.4 年輕轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)檢測
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 豬基因組中L1和SINE轉(zhuǎn)座子的分類及進化分析
        2.2 豬基因組中年輕ERV的挖掘
        2.3 豬基因組中反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子約占40%,而年輕反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子含量很少
        2.4 大多數(shù)蛋白編碼基因和lncRNA基因含有轉(zhuǎn)座子插入
        2.5 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在lncRNA基因和蛋白編碼基因中的含量及插入方向存在偏好性
        2.6 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在lncRNA基因和蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)錄本中的分布存在偏好性
    3. 討論
        3.1 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子占據(jù)哺乳動物基因組的30%-50%
        3.2 L1和SINE均表現(xiàn)出由不同家族主導的擴增進化模式
        3.3 ERV6是最年輕的ERV
        3.4 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子對蛋白編碼基因和lncRNA基因可能具有重要影響
第三章 豬年輕反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄活性、啟動子活性及轉(zhuǎn)座活性檢測
    1. 材料與方法
        1.1 轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄檢測
        1.2 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座活性驗證載體構(gòu)建
        1.3 啟動子活性驗證載體構(gòu)建
        1.4 細胞培養(yǎng)
        1.5 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座活性驗證實驗
        1.6 啟動子活性驗證實驗
        1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 豬L1具有轉(zhuǎn)座活性
        2.2 年輕L1和ERV家族的5'UTR和LTR具有正反向啟動子活性
        2.3 在不同組織和細胞系中均檢測到年輕的L1s和ERVs的正反向轉(zhuǎn)錄
    3. 討論
        3.1 L1 5'UTRs和ERV LTR具有正反向啟動子活性
        3.2 豬L1具有反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座活性
第四章 豬SINE轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)引起的外顯子變異分析
    1. 材料與方法
        1.1 SINE轉(zhuǎn)座子與基因關聯(lián)分析
        1.2 外顯子區(qū)年輕SINE插入位點序列獲取
        1.3 數(shù)據(jù)庫比對鑒定轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)
        1.4 外顯子區(qū)年輕SINE插入多態(tài)性驗證
        1.5 外顯子區(qū)SINE插入多態(tài)位點注釋及分析
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 外顯子區(qū)含有大量SINE插入
        2.2 大量外顯子含有SINE插入
        2.3 不同年齡的SINE在基因內(nèi)和基因間具有明顯不同的插入多態(tài)頻率
        2.4 從外顯子區(qū)鑒定到151個年輕SINE插入多態(tài)位點
        2.5 外顯子區(qū)SINE插入多態(tài)位點多分布在非編碼區(qū)
    3. 討論
        3.1 SINE廣泛存在于基因的非編碼區(qū)
        3.2 年輕SINE存在大量插入多態(tài)
        3.3 不同年齡的SINE插入多態(tài)性存在明顯差異
第五章 轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)引起GHR基因結(jié)構(gòu)變異分析
    1. 材料與方法
        1.1 GHR序列的獲取
        1.2 豬GHR基因在不同物種間的保守性分析
        1.3 轉(zhuǎn)座子注解
        1.4 多序列比對
        1.5 結(jié)構(gòu)變異驗證
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 獲取到15條GHR基因的序列
        2.2 GHR基因在不同物種中相對比較保守
        2.3 轉(zhuǎn)座子對GHR基因的貢獻
        2.4 GHR基因中存在大量結(jié)構(gòu)突變
        2.5 初步檢測到5個轉(zhuǎn)座子插入引起的結(jié)構(gòu)突變
        2.6 GHR-TIP5與校正背膘厚呈顯著性相關
    3. 討論
全文結(jié)論
文章創(chuàng)新點
文章不足及下一步應開展的工作
參考文獻
致謝
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本文編號：3810152