玉米中BTA新插入位点鉴定与分析

玉米是我国重要的粮饲作物,对于我国粮食安全具有重要意义。转座子是玉米基因组的重要组成部分,其跳跃影响基因结构和表达。转座子参与开花、籽粒发育CX-5461 molecular weight、抗病CSF-1R抑制剂、抗非生物胁迫等方面的调控,对植物生长发育有重要意义。此前,在本实验室的研究中,发现了一个转座子插入Zm SWEET4c基因导致玉米籽粒变小的突变体smk,该转座子被命名为BTA(B73 active TE hAT),并在B73v4基因组上鉴定到了120个与BTA相似的转座子BTA-like。本研究通过转座子探针捕捉,在smk的自交后代中鉴定到了多个BTA及BTABiomass sugar syrups-like插入位点,分析了插入位点的特征、BTA活跃的原因。主要结果如下:1、在smk自交后代不同世代的6个样品中,共鉴定到79个新插入位点,由BTA及5个BTA-like转座子产生。随机从79个位点选取了38个位点进行PCR验证,有27个插入位点被验证为真,准确率为71.05%。这说明新插入位点的鉴定可信度高。2、发现插入位点分布在玉米的10条染色体上,BTA及5个BTA-like倾向插入基因区,对靶位点重复序列(TSD)的第2、第8个碱基分别偏好T和G。在B73的叶、雌穗、籽粒、根等多个组织中,插入位点相较于侧翼区域呈现出高水平的H3K27ac和低水平的DNA甲基化。3、通过对已注释的hAT进行分析,鉴定到了一个可能的自主转座酶。该转座酶位被命名为hAT2908,其位置是chr6:106,095,770-106,098,809。它存在8 bp靶位点重复序列,其TIR与BTA的TIR高度匹配,其内部序列与BTA高度相似。通过RNA-seq和Ribo-seq分析,发现该自主转座子能够表达和翻译。通过RNA-seq对其进行基因结构和蛋白结构预测,并将其氨基酸序列与经典hAT转座酶(Hobo、Ac、Tam3)进行氨基酸序列比对,它具有hAT转座酶保守的结构域和转座酶活性所必需的关键氨基酸。通过全基因组DNA甲基化测序数据分析发现,在smk中hAT2908的CG、CHG甲基化水平在第一个外显子明显降低。