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菜豆CACTA转座元件注释、标记开发及其在品种鉴定中的应用
[目的]本文旨在对菜豆(Phaseolus vulgaris)基因组中CACTA转座元件进行鉴定,分析其序列特征、插入位点特征、进化关系、基因结构和功能基因并进行标记开发,为CACTA转座元件功能研究和应用奠定基础。[方法]基于菜豆的全基因组数据,采用生物信息学方法进行序列鉴定和分析;基于所鉴定的CACTA转座元件插入位点多态性,随机设计51对引物;利用筛选的11对引物,对24个菜豆品种进行亲缘关系分析和分子身份证构建。[结果]菜豆基因组中共鉴定出来源于20个家族的1 645个插入位置明确的CACTA转座元件。这些元件DNA总长度约4.71 Mb,占整个基因组DNA的0.9%左右。CACTA转座元件均匀分布在11条染色体上,与功能基因的分布没有相关性。插入偏好性分析提示,菜豆CACTA转座元件更倾向于插入AT富集区域。系统进化分析表明,菜豆CACTA转座元件可以划分为4个进化支。CladeⅠ和CladeⅣ进化支分别拥有最多的家族数量(50.0%)和元件数量(57.7%),但各进化支家族数量与元件数量差异较大。与功能基因的关系分析表明,有390个CACTA转座元件插入功能基因的内部或基因的临近区域(<2 kb);有258个元件捕获完整的基因或基因片段。标记开发结果显示,材料间遗传相似系数为0.28~1.00,平均遗传相似系数为0.64,并在遗传相似系数0.53水平上可以将24个品种分为4类。[结论]本研究从全基因组水平上系统鉴定和注释了菜豆基因组中的CACTA转座元件,并明确了其在基因组中的分布规律、插入偏好性、系统进化关系和与基因之间的关系;构建了菜豆品种特异的分子身份证,可用于菜豆品种的系统分类、亲缘关系和品种鉴定。
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南京农业大学学报
2021年04期
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