自Barbara McClintock在20世纪40年代发现首个可在宿主基因组中自主移动的转座子(TE)以来(McClintock, 1950),TE已在几乎所有真核生物基因组中被发现(Feschotte et al., 2002; Osmanski et al., 2023; Wells and Feschotte, 2020)。根据转座机制的不同,TE主要分为两大类:I类和II类。I类逆转录转座子通过RNA中间体以“复制粘贴”机制进行转座(Finnegan, 1989),而II类DNA转座子则通过直接的“剪切粘贴”机制移动(Bourque et al., 2018; Feschotte and Pritham, 2007)。TE构成了植物基因组的重要部分,占比从单细胞藻类Bathycoccus prasinos的约1%到面包小麦基因组的高于85%(Wicker et al., 2018) (图1A)。除了改变基因组大小外(图1B),TE还可以通过转座、插入、切除、染色体断裂和异位重组等引发基因和基因组结构的变化。这些变化通常与基因功能或表达水平的改变相关,也可能影响植物表型(Jiao and Deng, 2007; Osmanski et al., 2023; Pulido and Casacuberta, 2023)。综上,转座活动是基因组进化的重要驱动力,然而如何衡量TE的活性,哪些因素影响其活性,转座活动对宿主基因组产生了哪些影响等问题都还有待系统的评估和研究。
随着基因测序技术的进步,越来越多非模式植物的基因组数据得到开放共享,该研究全面收集了来自公共数据库的811个高质量植物基因组组装,涵盖30个目,代表了38个物种丰富的目(>1,000个物种的目)中的25个(图 1C,1D),确保了结构变异和活性TE鉴定的全面性和可靠性。
图1. 研究背景概述。A.转座子构成了植物基因组的重要部分。B.转座子长度与植物基因组大小高度正相关。C.D.展示了 该研究分析的基因组在植物谱系中的位置。
图2. 研究的方法概述。A.研究流程。B.单个物种群体的活性TE的鉴定流程。C.分析活性TE相关的基因的图示。
图3.研究的主要结果概述。
论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14570
References:
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