短柄草逆基因篩選及功能分析

《短柄草逆基因篩選及功能分析》是依託重慶大學，由董攀擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：短柄草逆基因篩選及功能分析
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：董攀
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

逆轉座是新基因產生的一種重要方式。mRNA被逆轉錄然後插入到基因組的某個位置。新插入的序列被稱為逆基因。短柄草為新型溫帶禾本科模式植物。短柄草Bd21的全基因組測序已經完成並進行註解。本項目擬採用最新的逆基因預測方法對短柄草進行全基因組逆基因預測，分析所有短柄草逆基因的分布、結構以及功能。針對生物信息學預測的有功能的目標逆基因，進行基因的原核體外表達，確定能正確表達的目標逆基因。利用實時螢光定量PCR技術對逆基因的表達進行研究，揭示逆基因的表達規律及非生物脅迫回響模式。篩選出與逆境有關的逆基因，轉化短柄草後，檢測其抗逆情況。本項目將闡明短柄草逆基因的分布、結構、功能和逆基因在短柄草漫長演化過程中所處的地位等相關信息，為構建植物中逆基因演化關係圖提供短柄草的重要信息，同時作為溫帶禾本科植物的模式植物，短柄草的逆基因信息勢必為研究小麥和其他溫帶禾本科植物逆基因提供重要參考。

結題摘要

短柄草（Brachypodium distachyon）作為禾本科植物新的模式植物，它的逆基因研究具有重要意義。本項目在短柄草基因組中一共發現了103個逆基因，其中89個（占87）具有功能信號證據。通過對每個逆基因進行基因結構上的手動分析，發現短柄草中存在大規模的逆基因翻新現象（40個，占39%），這不僅包含眾多的搭車基因現象也包含大量的逆基因中發生外顯子內含子化現象。逆基因在短柄草的5條染色體上分布也是不均勻的，1號最多（41條），而5號最少（8條）。對26條具有EST證據的逆基因，進行組織特異性分析發現在根、葉、莖和穗子中特異表達的分別有7，10，5和10條。7條含有外顯子內含子化的內含子的逆基因也得到了實驗驗證。同時，在其他植物，如木薯、苜蓿、大豆等中進行了大規模的逆基因篩選與鑑定，他們的逆基因序列及相關信息可通過開發的資料庫（Plant Retrocopy Database）進行查找下載。另外，擬南芥和番茄TOR基因的功能也進行了相關實驗，發現TOR調控擬南芥和番茄幼苗的生長和發育。