MLE转座子和PIF类转座子在竹亚科植物基因组的分布、进化和功能分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31170623
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    汤定钦
  • 依托单位：
    浙江农林大学
  • 学科分类：
    C1610.林木遗传育种
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

转座子是动植物基因组的重要组成部分，在研究基因组进化和开发基因标签发挥着重要作用。mariner-like elements (MLE)和P instability factor (PIF)类转座子在植物基因组中广泛分布，是转座子标签开发中最具前景的元件之一。本项目在原有工作基础上，检测这两类转座子在竹类植物基因组含量及在染色体分布的偏好性，探讨转座子在长期进化过程对其基因组影响；应用染色体步行法等技术分离具有完整MLE和PIF类转座子，通过酵母表达体系鉴定筛选具转座功能的转座子；研究这两类转座子在毛竹等发育过程及其变异类型间转座插入位点的多态性、调控基因网络，揭示转座子在竹子生长发育过程中的作用。竹子转座子的研究，为禾本科比较基因组学研究增添新的基础数据，探索竹子形态易变、多变的分子机制，为竹子分类提供理论依据，开发的基因标签等工具，可解决竹子育种中的诸多难题，促进禾本科植物的育种进程。

结项摘要

转座子是动植物基因组的重要组成部分，在研究基因组进化和开发基因标签发挥着重要作用。Mariner-like elements (MLE)和 P instability factor (PIF)类转座子在植物基因组中广泛分布, 是转座子标签开发中最具前景的元件之一。本项目在研究竹子基因组大小与其进化关系的基础上，应用染色体步行法等技术从毛竹基因组中分离具有结构完整的1个PIF和2个MLE类转座子，结构分析表明位于PhPIF-1转座酶区域的2个移码突变，其中一个位于保守区域BlockN3处，推测该PIF类转座子不具有转座活性。2个MLE类转座子（Phmar1和Phmar2）具有完整的催化结构域和DNA结合结构域，用HELIX-TURN-HELIX MOTIF PREDICTION 软件清楚地预测到在N端有个螺旋-拐角-螺旋，在C端有个典型的DD39D结构域，表明Phmar1和Phmar2可能是一个潜在活性转座子；经酵母表达体系鉴定Phmar1和及其非自主转座子Phmar1NA具有异源转座活性，并且具有转座偏向于插入富含 TA的位点、插入位点上下游皆有基因存在且多数与插入位点的距离在2000 bp 之内等特点；通过对 Phmar1TPase 的定点（6个位点）突变可提高Phmar1NA 和 Phmar1的转座活性，最高可达10倍以上。SSAP技术发现MLE转座子在毛竹变种和栽培种基因组中的插入位点具有丰富的多态性，暗示该转座子在毛竹品种演化和分化过程参与了调控。竹子转座子的研究，为 动植物的比较基因组学研究增添新的基础数据；探索竹子形态易变、多变的分子机制，为竹子分类提供理论依据；高活性转座子开发的基因标签等工具可解决竹子育种中的诸多技术难题，促进禾本科植物的育种进程。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
转座子酶的人工改造与修饰
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    生物工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周倩倩;周明兵
  • 通讯作者：
    周明兵
Ppmar1 and Ppmar2: the first two complete and intact full-length mariner-like elements isolated in Phyllostachys edulis
Ppmar1 和 Ppmar2：从毛竹中分离出的前两个完整且完整的全长水手状元件
  • DOI：
    10.1080/12538078.2014.999117
  • 发表时间：
    2015-03
  • 期刊：
    Acta Botanica Gallica: Botany Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ming-Bing Zhou;Hao Zhong;Jiao-Li Hu;Ding-Qin Tang
  • 通讯作者：
    Ding-Qin Tang

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其他文献

毛竹微型颠倒重复序列的鉴定及分子标记开发
  • DOI：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    周明兵
137Cs-γ辐照及5-氮杂胞苷处理毛竹种子对其实生苗甲基化水平的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈昂;周明兵;汤定钦
  • 通讯作者：
    汤定钦
137Cs-r辐照及５-氮杂胞苷处理毛竹种子对其实生苗甲基化水平的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    核农学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈昂;周明兵;汤定钦
  • 通讯作者：
    汤定钦
Nuclear export signal (NES) of transposases affects the transposition activity of mariner-like elements Ppmar1 and Ppmar2 of moso bamboo
转座酶核输出信号(NES)影响毛竹水手样元件Ppmar1和Ppmar2的转座活性
  • DOI：
    10.1186/s13100-019-0179-y
  • 发表时间：
    2019-08
  • 期刊：
    Mob DNA
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Muthusamy Ramakrishnan;周明兵;潘春芳;Heikki Hänninen;汤定钦;Kunnummal Kurungara Vinod
  • 通讯作者：
    Kunnummal Kurungara Vinod
酵母Ty1和Ty3转座调控机制研究进展
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1005-7021.2020.02.010
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    微生物学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘秀丽;汤定钦;周明兵
  • 通讯作者：
    周明兵

其他文献

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汤定钦的其他基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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