马铃薯全基因组LTR反转录转座子分析

马铃薯全基因组LTR反转录转座子分析Abstract： LTR retrotransposons in potato (Solanum tuberosum) genome were analyzed by LTR-FINDER software. Results showed that there were 4 725 full-length LTR retrotransposons with average length of 7 393 bp , accounting for about 4.95% of potato genome bases. The length of LTR in LTR retrotransposons was 786 bp. Phylogenetic tree showed that LTR retrotransposons of potato had high genetic diversity and high heterogeneity.Key words: LTR retrotransposons； potato (Solanum tuberosum)； genome； phylogenetic tree马铃薯(Solanum tuberosum)为茄科茄属一年生草本植物，是世界第四大粮 食作物，它营养全面、适应性广、用途多、产业链长，是全球重要的粮食作物， 也是农业生产中加工产品最丰富的原料作物1。遗传多样性是生物多样性研究 的核心问题之一，在一定程度上决定了物种的分布以及数量多样性2。对马铃 薯的遗传多样性进行研究有助于认识马铃薯的进化过程或适应机理，以及马铃薯 种群的地理分布格局、数量增长、优良品种选育、资源鉴别和利用以及病害检测 和防治等方面的问题。目前分子标记技术作为研究植物遗传多样性、作物品种纯 度鉴定、种质资源分类、遗传图谱构建等方面的重要方法已经得到广泛应用3-5。植物基因组中反转录转座子的大小随植物种类的不同和反转录转座子类群 的差异而变化很大，具有高拷贝数、高异质性和广泛存在于植物基因组中等特点 6。大量证据表明反转录转座子是植物基因组进化和物种多样性形成的主要来 源，因此成为研究基因克隆、基因表达及其功能、生物多样性以及生物进化机制 研究的重要工具7。IRAP (Inter- retrotransposon amplified polymorphism，逆转 录转座子插入位点间扩增多态性)和REMAP (Retrotransposon-microsatelliteamplified polymorphism，逆转录转座子微卫星扩增多态性)8均是基于反转录转 座子的分子标记方法，已在茄科作物的遗传多样性研究领域得到应用，其中 REMAP是根据反转录转座子两端的LTR保守序列和微卫星序列设计引物，检测 反转录转座子与简单重复序列之间的多态性，IRAP是一种检测反转录转座子插 入位点间多态性的分子标记8, 9。反转录转座子两侧翼具有长末端重复序列 (Long terminal repeat，LTR)，其长度从 100 bp 到 5 kb 不等，以 RNA 为中间体 通过复制一粘贴的模式进行复制6，在植物中拷贝数多，且散布于各染色体， 非常利于分子标记的开发10。本研究利用LTR反转录转座子快速检索软件 LTR-FINDER分析马铃薯基因组中LTR反转录转座子成分，为利用IRAP和 REMAP分子标记研究马铃薯遗传多样性奠定基础，为进一步开展马铃薯品种鉴 定和遗传多样性分析提供借鉴。1研究方法和数据来源1.1马铃薯LTR反转录转座子分析