猪转座组注释、活性分析及其对基因组、转录组和功能基因的影响
发布时间：2023-05-07 03:18
近几十年来,大量生物基因组注释研究表明,转座元件(Transposableelements,TEs)或转座子(Transposons)及其可识别的残余成分,也称为转座组(mobilome),在原核生物和真核生物中广泛分布,对生物的基因组和基因进化发挥重要作用,转座子已成为后基因组时代的研究热点。但关于猪基因组中转座成份的注释还比较粗略,遗漏了大量信息,缺乏对猪转座组的多样性、进化、转录和转座活性及其对功能基因影响等信息的系统解读。同时转座子插入多态分子标记在猪等家畜中研究报道很少,其研究的深度和广度还远不及人类、小鼠和植物。基于此,本论文主要开展了以下研究工作:1.使用多个软件重新挖掘猪基因组中的反转录转座子,并进行了系统分类、进化动力学和插入年龄分析,构建了新的猪重复序列数据库;2.利用新构建的猪重复序列数据库,对猪基因组和转录组进行重新注释,揭示其对基因组和转录组的影响;3.根据RepeatMasker注释结果,探究了转座组对宿主基因(蛋白质编码基因和lncRNA基因)的影响;4.对年轻反转录转座子进行了转录活性、启动子活性和转座活性检测研究;5.以SINE为例,系统解析了转座子插...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
1. 转座子介绍
1.1 转座子的定义
1.2 转座的分类
1.3 转座子的应用
2. 转座子的挖掘
2.1 从头挖掘法
2.2 基于序列同源性的挖掘方法
2.3 基于结构的挖掘方法
2.4 重复序列的校正和分类
2.5 基因组注释
3. 转座子是哺乳动物遗传变异的重要来源
3.1 转座子扩张差异是造成的基因组大小差异的主要原因
3.2 转座子是驱动基因组结构变异的重要动力
3.3 转座子对基因活性具有广泛影响
4. 反转录转座子是猪等哺乳动物基因组的重要组成成分
5. 人和小鼠基因组中均含有活性反转录转座子
6. 转座子插入多态(TIP)是重要的新型分子标记
6.1 TIP分子标记种类
6.2 TIP分子标记具有很好的应用前景
引言
第二章 猪基因组中转座子挖掘、分类和进化分析及其对基因组和转录组的影响
1. 材料与方法
1.1 猪基因组中反转录转座子的挖掘
1.2 猪转座组对基因组和转录组的影响
1.3 转座子年龄估算
1.4 年轻转座子插入多态检测
2. 结果与分析
2.1 猪基因组中L1和SINE转座子的分类及进化分析
2.2 猪基因组中年轻ERV的挖掘
2.3 猪基因组中反转录转座子约占40%,而年轻反转录转座子含量很少
2.4 大多数蛋白编码基因和lncRNA基因含有转座子插入
2.5 反转录转座子在lncRNA基因和蛋白编码基因中的含量及插入方向存在偏好性
2.6 反转录转座子在lncRNA基因和蛋白编码基因的转录本中的分布存在偏好性
3. 讨论
3.1 反转录转座子占据哺乳动物基因组的30%-50%
3.2 L1和SINE均表现出由不同家族主导的扩增进化模式
3.3 ERV6是最年轻的ERV
3.4 反转录转座子对蛋白编码基因和lncRNA基因可能具有重要影响
第三章 猪年轻反转录转座子转录活性、启动子活性及转座活性检测
1. 材料与方法
1.1 转座子转录检测
1.2 反转录转座活性验证载体构建
1.3 启动子活性验证载体构建
1.4 细胞培养
1.5 反转录转座活性验证实验
1.6 启动子活性验证实验
1.7 数据统计
2. 结果与分析
2.1 猪L1具有转座活性
2.2 年轻L1和ERV家族的5'UTR和LTR具有正反向启动子活性
2.3 在不同组织和细胞系中均检测到年轻的L1s和ERVs的正反向转录
3. 讨论
3.1 L1 5'UTRs和ERV LTR具有正反向启动子活性
3.2 猪L1具有反转录转座活性
第四章 猪SINE转座子插入多态引起的外显子变异分析
1. 材料与方法
1.1 SINE转座子与基因关联分析
1.2 外显子区年轻SINE插入位点序列获取
1.3 数据库比对鉴定转座子插入多态
1.4 外显子区年轻SINE插入多态性验证
1.5 外显子区SINE插入多态位点注释及分析
2. 结果与分析
2.1 外显子区含有大量SINE插入
2.2 大量外显子含有SINE插入
2.3 不同年龄的SINE在基因内和基因间具有明显不同的插入多态频率
2.4 从外显子区鉴定到151个年轻SINE插入多态位点
2.5 外显子区SINE插入多态位点多分布在非编码区
3. 讨论
3.1 SINE广泛存在于基因的非编码区
3.2 年轻SINE存在大量插入多态
3.3 不同年龄的SINE插入多态性存在明显差异
第五章 转座子插入多态引起GHR基因结构变异分析
1. 材料与方法
1.1 GHR序列的获取
1.2 猪GHR基因在不同物种间的保守性分析
1.3 转座子注解
1.4 多序列比对
1.5 结构变异验证
2. 结果与分析
2.1 获取到15条GHR基因的序列
2.2 GHR基因在不同物种中相对比较保守
2.3 转座子对GHR基因的贡献
2.4 GHR基因中存在大量结构突变
2.5 初步检测到5个转座子插入引起的结构突变
2.6 GHR-TIP5与校正背膘厚呈显著性相关
3. 讨论
全文结论
文章创新点
文章不足及下一步应开展的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3810152
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
1. 转座子介绍
1.1 转座子的定义
1.2 转座的分类
1.3 转座子的应用
2. 转座子的挖掘
2.1 从头挖掘法
2.2 基于序列同源性的挖掘方法
2.3 基于结构的挖掘方法
2.4 重复序列的校正和分类
2.5 基因组注释
3. 转座子是哺乳动物遗传变异的重要来源
3.1 转座子扩张差异是造成的基因组大小差异的主要原因
3.2 转座子是驱动基因组结构变异的重要动力
3.3 转座子对基因活性具有广泛影响
4. 反转录转座子是猪等哺乳动物基因组的重要组成成分
5. 人和小鼠基因组中均含有活性反转录转座子
6. 转座子插入多态(TIP)是重要的新型分子标记
6.1 TIP分子标记种类
6.2 TIP分子标记具有很好的应用前景
引言
第二章 猪基因组中转座子挖掘、分类和进化分析及其对基因组和转录组的影响
1. 材料与方法
1.1 猪基因组中反转录转座子的挖掘
1.2 猪转座组对基因组和转录组的影响
1.3 转座子年龄估算
1.4 年轻转座子插入多态检测
2. 结果与分析
2.1 猪基因组中L1和SINE转座子的分类及进化分析
2.2 猪基因组中年轻ERV的挖掘
2.3 猪基因组中反转录转座子约占40%,而年轻反转录转座子含量很少
2.4 大多数蛋白编码基因和lncRNA基因含有转座子插入
2.5 反转录转座子在lncRNA基因和蛋白编码基因中的含量及插入方向存在偏好性
2.6 反转录转座子在lncRNA基因和蛋白编码基因的转录本中的分布存在偏好性
3. 讨论
3.1 反转录转座子占据哺乳动物基因组的30%-50%
3.2 L1和SINE均表现出由不同家族主导的扩增进化模式
3.3 ERV6是最年轻的ERV
3.4 反转录转座子对蛋白编码基因和lncRNA基因可能具有重要影响
第三章 猪年轻反转录转座子转录活性、启动子活性及转座活性检测
1. 材料与方法
1.1 转座子转录检测
1.2 反转录转座活性验证载体构建
1.3 启动子活性验证载体构建
1.4 细胞培养
1.5 反转录转座活性验证实验
1.6 启动子活性验证实验
1.7 数据统计
2. 结果与分析
2.1 猪L1具有转座活性
2.2 年轻L1和ERV家族的5'UTR和LTR具有正反向启动子活性
2.3 在不同组织和细胞系中均检测到年轻的L1s和ERVs的正反向转录
3. 讨论
3.1 L1 5'UTRs和ERV LTR具有正反向启动子活性
3.2 猪L1具有反转录转座活性
第四章 猪SINE转座子插入多态引起的外显子变异分析
1. 材料与方法
1.1 SINE转座子与基因关联分析
1.2 外显子区年轻SINE插入位点序列获取
1.3 数据库比对鉴定转座子插入多态
1.4 外显子区年轻SINE插入多态性验证
1.5 外显子区SINE插入多态位点注释及分析
2. 结果与分析
2.1 外显子区含有大量SINE插入
2.2 大量外显子含有SINE插入
2.3 不同年龄的SINE在基因内和基因间具有明显不同的插入多态频率
2.4 从外显子区鉴定到151个年轻SINE插入多态位点
2.5 外显子区SINE插入多态位点多分布在非编码区
3. 讨论
3.1 SINE广泛存在于基因的非编码区
3.2 年轻SINE存在大量插入多态
3.3 不同年龄的SINE插入多态性存在明显差异
第五章 转座子插入多态引起GHR基因结构变异分析
1. 材料与方法
1.1 GHR序列的获取
1.2 猪GHR基因在不同物种间的保守性分析
1.3 转座子注解
1.4 多序列比对
1.5 结构变异验证
2. 结果与分析
2.1 获取到15条GHR基因的序列
2.2 GHR基因在不同物种中相对比较保守
2.3 转座子对GHR基因的贡献
2.4 GHR基因中存在大量结构突变
2.5 初步检测到5个转座子插入引起的结构突变
2.6 GHR-TIP5与校正背膘厚呈显著性相关
3. 讨论
全文结论
文章创新点
文章不足及下一步应开展的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3810152
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3810152.html