番茄長鏈非編碼RNA的進(jìn)化和基于片段相似性鑒定番茄馴化過程中InDels.pdf

1、長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度介于200 nt-100000 nt之間，但是不具備編碼蛋白能力的RNA片段。LncRNA起初被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的“噪音”，是RNA聚合酶II的副產(chǎn)物，是不具有生物學(xué)功能的“垃圾”序列。最近幾年，隨著測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的1ncRNA被廣泛的研究，但是，lncRNA在植物上的表達(dá)及起源卻仍舊不清楚。為了進(jìn)一步了解lncRNA在植物中的表達(dá)特性及進(jìn)化模式。本研究通過對栽培番茄(Heinz170

2、6)和醋栗番茄(LA1589)的轉(zhuǎn)錄組分析，總共鑒定了353和595個基因座產(chǎn)生的413和709個多外顯子的lncRNA轉(zhuǎn)錄本。通過系統(tǒng)的比較lncKNA的相對表達(dá)水平和序列差異，發(fā)現(xiàn)lncRNA的保守性很差，大約只有0.4％的lncRNA在茄科中都被鑒定出來。與潘那利番茄基因組相比，有75％的特有l(wèi)ncRNA在啟動子或者轉(zhuǎn)錄區(qū)域存在著片段的插入缺失，并且多個lncRNA的形成都與轉(zhuǎn)座事件密切相關(guān)。進(jìn)一步對一個果實(shí)特異表達(dá)的lncRNA

3、-314分析發(fā)現(xiàn)，lncRNA-314是通過兩次進(jìn)化事件才形成的:首先在多毛番茄和潘那利番茄分化的時候，在番茄的10號染色體上有一個全長為11kb的LTR反轉(zhuǎn)座子插入，提供了lncRNA-314絕大多數(shù)的轉(zhuǎn)錄區(qū)域;在潘那利番茄和醋栗番茄分化的時候，位于LTR反轉(zhuǎn)座子上游的一個102kb片段發(fā)生了丟失，形成了lncRNA-314的啟動子區(qū)域和部分轉(zhuǎn)錄區(qū)域。同時，通過共表達(dá)分析，推斷位于lncRNA-314上游的一個ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可能是ln

4、cRNA-314直接調(diào)控的靶基因。本研究的結(jié)果，有助于進(jìn)一步了解植物lncRNA的演化歷程和調(diào)控功能。
　　插入缺失(Insertion and deletion，InDel)多態(tài)性，在基因組上廣泛的分布，其在數(shù)目上僅次于SNP多態(tài)性。隨著大量物種的基因組數(shù)據(jù)公布以及高通量測序技術(shù)的跨步發(fā)展，使得從基因組中鑒定InDel標(biāo)記，特別是基因間區(qū)域的InDel標(biāo)記成為可能，更重要的是，InDel標(biāo)記僅僅通過凝膠電泳后條帶的大小即可實(shí)現(xiàn)不

5、同基因型的辨別。但是，對于InDel的鑒定不僅需要大量的測序數(shù)據(jù)而且分析繁瑣，假陽性率較高，并不適合用于常規(guī)育種和圖位克隆。本研究通過比較基因組分析，鑒定了LA1589和Heinz1706兩個品種之間的29，618個InDel多態(tài)性，由于番茄存在較大的連鎖累贅，本研究結(jié)合低覆蓋度測序番茄獲得的SNP數(shù)據(jù)集提出了一種比較區(qū)域相似性推斷InDel的方法，并開發(fā)了一套流程，大規(guī)模的推斷了重測序番茄中任意兩個品種在某個區(qū)域存在InDel的可能性