黑麦特异转座子的分离及其在远缘杂交快速形成新物种中的转座行为和机理探讨

远缘杂交在植物基因组快速进化和物种快速形成过程中起着重要作用，研究植物杂交种中转座子的活动对研究植物种质形成过程中基因组的结构和进化尤为重要。我们前期工作中发现一些黑麦特异转座子序列，它们在黑麦和小麦杂交种中发生了扩增和转座。本研究拟在上述工作基础上分离黑麦特异转座子的全长，采用FISH的方法，研究其在黑麦和黑麦-小麦杂交种中的行为；利用Southern杂交、甲基化检测、Northern杂交和转座子显示等技术来研究黑麦-小麦杂交过程中转座序列转座的机理。在小麦和黑麦属间远缘杂交中转座子在杂交种中的转座现象还未见有报道。该项目如能获得成功，将为研究植物基因组结构进化和小麦远缘杂交育种提供重要的理论依据。

转座子元件组成了真核高等植物基因组重复序列的大部分序列，远缘杂交在植物基因组快速进化和物种快速形成过程中起着重要作用，研究植物杂交种中转座子的活动对研究植物种质形成过程中基因组的结构和进化尤为重要。黑麦是小麦改良的重要遗传资源，但目前为止，小麦与黑麦杂交过程中转座子的变化及机理鲜有报道。.虽然黑麦基因组中，转座子序列占有90%以上，但是这些转座子序列多为不完整的转座子序列，不具有转座功能。目前在黑麦中发现的具有转座活性的转座子十分有限，主要包括Revolver 和 Superior。.本课题用染色体显微分离结合BAC文库筛选的方法，我们从黑麦基因组中分离到了2个新的具有转座活性的黑麦特异的逆转座子6018和4R。与黑麦相比，从FISH水平证明了6018在黑麦-小麦杂交后代中（F1及附加系和易位系）发生了明显的转座，向黑麦染色体端部转移和聚集，在RNA表达水平均证明这两条逆转座子在远缘杂交后代中发生了转座，并处于转座和序列丢失的动态过程中。6018和4R转座子活动受宿主甲基化状态的影响，并能够响应非生物胁迫而发生表达水平的变化。逆转座子6018和4R在胁迫下的甲基化状态和是否与逆境相关的转录因子有相互作用，值得进一步研究。该研究对理解在植物远缘杂交过程中转座子的变化规律及基因组进化有重要意义，同时对远缘杂交育种也有一定的指导意义。