《基因组变异研究取得突破进展》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 雷洁
  • 发布时间:2016-05-18
  • 变异是一切物种形成以及多样性演化的基础,其中有性繁殖是变异的主要来源之一。然而,大多数病原真菌具有比较严格的无性繁殖的过程,以无性繁殖为主的病原真菌怎样快速变异是未知的命题,这恰好是病原菌容易克服寄主抗性的主要原因之一。植保所康厚祥博士在研究稻瘟病基因组过程中无意发现几类活跃的转座子在病原菌变异中起重要的作用,以此为出发点,开发了一种基于高通量短序列鉴定活跃转座子的新方法,并将此方法开发成一套软件系统:多态性转座子及其移动检测(PTEMD,在线获取网站http://www.kanglab.cn/blast/PTEMD_V1.02.htm )。此方法在植物中也得到成功的应用,鉴定到玉米中68类多态性转座子家族,并证明了虽然长末端重复(LTR)类型转座子构成占据了玉米大部分的基因组内容,但基因组中快速跳跃造成突变的依然是DNA类型的转座子。本方法将为病原菌、植物乃至动物基因组变异研究开辟一片新领域。

  • 原文来源:http://dnaresearch.oxfordjournals.org/content/early/2016/04/19/dnares.dsw011.abstract
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    • 编译者:hujm
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    • 近日,《自然·通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了我国科学家的研究论文 “Ring Synthetic Chromosome V SCRaMbLE”,证实了人工合成环形染色体在基因型和表型上的连续进化能力,显示与天然线性染色体相比,人工环形染色体具有更复杂的重排变化规律。该研究是在国家科技计划支持基础上,由天津大学元英进牵头的团队取得最新突破性进展。 染色体结构变异对生物表型多样性具有重要的影响。该研究以含有环形5号染色体的单倍体酿酒酵母菌株为模型,利用合成型酵母染色体特有SCRaMbLE系统研究基因组结构变异和进化,揭示了环形染色体可以连续产生复杂的基因组变异和表型优化。 (PDV)的生物合成途径作为基因组重排的筛选标记,通过诱导环形染色体的基因组重排获得了非整倍体酵母菌株,PDV产量提升约7倍,并且检测到1、3、6、12、13和环形5号染色体的非整倍体加倍。 与线性染色体的结构变异相比,环形染色体发生基因组重排后产生了更多的结构变异,包括DNA片段的重复、插入、易位和反转。该研究检测到29种非天然存在的新型结构变异,其中有11种和PDV的生物合成提升相关联;同时,发现未表征基因YER182W的缺失与PDV的产量提升有关(见下图)。 本研究基于前期人工构建的酿酒酵母环形染色体,利用SCRaMbLE重排进化系统开展环形染色体结构变异与功能分析研究,证实环形染色体的结构变异可以改变染色体数目、结构和组织形式以推动基因组的进化。他们建立的DNA基因型与生物表型关系的研究新模型,有望用于染色体重排、微生物细胞工厂性能提升、生命快速进化和人类染色体异常疾病等研究。