（遗传学专业论文）节旋藻二类内含子gii+intron基因特性分析.pdf

节旋藻二类内含子( g lli n t r o n ) 基因特性分析摘要作为能够在基因组中移动并且整合到新位点的d n a 片段的转座子是生物基因组中的重要组成部分，分为d n a 转座子和反转录转座子两类，二类内含子( g i ii n t r o n ) 是一种功能结构十分特殊的反转座子。鲫i n t r o n 最初是在高等生物的线粒体、叶绿体基因组中发现的，随着原核生物分子生物学的发展，在大肠杆菌、乳酸菌中也发现了g i i i n t r o n 的存在，由于g i i i n t r o n 同时具有与内含子剪接机制相同的r n a 剪接活性和反转座的特性，被认为是内含子的祖先，受到科研工作者的重视。节旋藻( a r t h r o s p i r a ) 具有重要的营养价值、经济价值和较为特殊的生物学性质而受到研究者的广泛关注，但节旋藻g i ii n t r o n 基因方面的研究尚属空白，对节旋藻g i ii n t r o n 基因的探索可以为节旋藻基因组特性研究奠定基础。本研究通过构建p c r 反应池的方法对节旋藻基因组d n a 的f o s m i d 文库进行筛选得到含有g l li n t o n l 基因的阳性克隆3 个。测序得到2 2 8 t o p 的d n a 片段，经过b l a s t x 和o r ff i n d e r 分析，以及同源基因的比对分析发现，该基因具有完整g i ii n t r o n 基因具有的结构：i 、v 、v i 共六个部分。其中第部分编码的蛋白包含反转录酶结构域、r n a 成熟酶结构域和h n h d n a 核酸内切酶结构域三个功能结构域，其它五个部分可以折叠成具有保守的r n a 二级结构，i 、i 位于蛋白编码区的上游，长5 8 3 b p ，v 、v i 位于蛋白编码区的下游，长9 1 b p 。o r f 区域和内含子编码区域的g c 含量基本持平，分别为4 3 0 3 和4 3 0 1 。节旋藻f a c h b4 3 8g i ii n t r o n l 基因的蛋白质编码区与蓝藻其它物种的该基因核苷酸序列比对发现，其在6 4 8 b p 的位置存在两个碱基的缺失。对于氨基酸序列的比对分析发现其具有反转录酶、r n a 成熟酶和h n h d n a 核酸内切酶各个结构域的结构位点。反转录酶结构域可以分为0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 共八个亚结构区域，其中0 亚结构区域是无长末端重复序列( n o n l t r ) 类型反转座子编码的反转录酶不同于其它类型的反转录酶的特殊序列，5 亚结构区域中的y a d d 基序是反转录酶的标志性基序。r n a 成熟酶结构域具有对r n a 进行加工的功能，序列的保守性不高。h n h - d n a 核酸内切酶结构域在g i ii n t r o n 转座过程中协助内含子插入目的d n a 中，保守的氨基酸序列为h 5 6 8 、n 5 8 2 、h 5 9 1 。二级结构分析发现该基因编码的蛋白存在2 3 个a 螺旋、1 3 个b 折叠。由于g i ii n t r o n 基因在原核生物尤其是蓝藻中通常以高拷贝的形式存在，因此本研究利用实时定量p c r 技术测定了g i i i n t r o n 基因在节旋藻基因组内的拷贝数。以勋诏、k a i c 两个已知在节旋藻基因组中为单拷贝的基因为内参基因计算出g i ii n t r o n 基因的拷贝数为2 8 - 2 9 。本研究还在节旋藻f a c 船4 3 8 的g i ii n t r o n 基因o r f 区域的两端保守位点设计引物，对节旋藻f a c h b4 3 8 、3 4 1 、3 5 0 、7 9 0 、7 9 3 进行p c r 并测序，结果显示五株节旋藻的g i i i n t r o n 基因o r f 区域的保守性很强，相似性均在9 0 以上，而且在同源区域均存在两个碱基的缺失，除此之外，相比较于节旋藻f a c h b4 3 8g i ii n t r o n i 基因，节旋藻f a c 船4 3 8 g i ii n t r o n 2 基因、节旋藻f a c f i b7 9 3 、3 4 1 、7 9 0 i n m o n 基因在2 2 2 b p 的位置还有约5 4 6 0 b p 的缺失。这说明节旋藻g i ii n t r o n基因由于其具有特殊的转座机制，在进化的过程该基因的转座造成了其序列上的不完整。关键词：节旋藻，反转座子，g i ii n t o n 基因，碱基缺失，实时定量p c rc h a r a c t e r i s t i ca n a l y s i so fg i ii n t r o ng e n ei na r t h r o s p i r aa b s t r a c tt r a n p o s o n sw h i c ha r ea b l et om o v ea n di n s e r ti n t on e wp o s i t o no fd n a ，i sa l li m p o r t a n tp a r to ft h eg e n o m e i tc a l lb ed i v i d e di n t od n at r a n s p o s o na n dr e t r o t r a n s p o s o n , g 1 1i n t r o ni sam e m b e ro fr e t r o t r a n s p o s o n , a n dh a sp e c u l i a rs t r u c t u ea n df u n c t i o n t h eg i ii n t r o nw a sf i r s tf o u n di nt h em i t o c h o n d r i o na n dc h l o r o p l a s td n ao ft h ep l a n t a st h ed e v e l o p m e n to fp r o k a r y o t e sm o l e c u l a rb i o l o g y , g i ii n t r o nw a sf o u n di ne s c h e r i c h i ac o l ia n dl a c t o b a c i l l u sd e l b r u e c k i i i ti si d e n t i f i e dt ob et h ea n c e s t o ro ft h ei n t r o n , b e c a u s et h e yh a v et h es a m em e c h a n i s mo fs p l i c i n g a r t h r o s p i r ai sak i n do fn o t i c e a b l ec y a n o b a c t e r i an o to m yi nt h e i rn u t r i t i o n a lb u ti nt h e i rs p e c i a lb i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，y e ti tw a su n k o w na b o u tg i ii n t r o ng e n ei na r t h r o s p i r a t h r e ef o s m i dc l o n e sw h i c hc o n t a i n e dag i ii n t r o n lg e n ew a si s o l a t e df r o maf o s m i dd n al i b r a r yo fa r t h r o s p i r af a c h b4 38b yp c r - p o o l i n gb a s e do np a r t i a lk n o w ns e q u e n c e t h ef u l ll e n t ho fg i ii n t r o n lg e n ew a sc l o n e db ys e q u e n c ew a l k i n ga n dc o n s i s t so f2 2 8 7 b pn u c l e o t i d ea c i d s b a s e do nb l a s t , o r ff i n d e ra tn c b lw e b s i t ea n dt h ea l i g n m e n ta m o n gh o m o l o g o u sg e n e s , t h eg e n ew eg o th a sac o n s t r u c to fa ni n t e g r a t e dg i ii n t r o ng e n e ：i ，i i ，i i i ，i v , v v i ，s i xd o m a i n s a f t e rt r a n s c r i p t i n gd o m a i ni vc a nt r a n s l a t e di n t or e v e r s et r a n c r i p t a s ed o m a i n , g i ii n t r o n - t y p em a t u r a s ed o m a i na n dh n he n d o n u c l e a s ed o m a i n , t h eo t h e rf i v ed o m a i n sc a nb ef o l d e di n t oac o n s e r v e dr n as e c o n d a r ys t r u c t u r e ，d o m a i ni , i i ，i l ll o c a t ei nt h eu p s t r e a mo fp r o t e i n - c o d i n gr e g i o nw i t hal e n g t ho f5s 3 b p ，d o m a i nva n dv il o c a t ei nt h ed o w n s t r e a mo ft h ep r o t e i n - e n c o d i n gr e g i o nw i t hal e n g t ho f91b p t h ea v e r a g eg cc o n t e n t so fo r fr e g i o na n di n t r o ne n c o d e dr e g i o ni sc l o s e ，r e s p e c t i v e l yt o b e4 3 0 3 a n d4 3 0 1 t h ea l i g n m e n to fp r o t e i n - e n c o d i n gs e q u e n c ei ng i ii n t r o ng e n ea m o n ga r t h r o s p i r af a c h b4 3 8a n do t h e rc y a n o b a c t e r i a ls p e c i e ss h o w st h a tt h e r ea r et w ob a s e sd e l e t i o na t6 4 8 b pp o s i t o no fa r t h r o s p i r af a c h b4 38g i ii n t r o ng e n e a m i n oa c i da n a l y s i sd e m o n s t r a t e st h a ti th a se v e r yc o n s t r u c t i o n a ls i t eo fr e v e r s et r a n s c r i p t a s e ，g i ii n t r o n - t y p em a t u r a s ea n dh n he n d o n u c l e a s e r e v e r s et r a n s c r i p t a s ec o n t a i n se i g h ts u b d o m a i n so f0 , 1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 ，7 ，a n ds u b d o m a i n 0i sad o m a i no ft h en o n - l t rr e v e r s et r a n p o s a s ed i f f e r i n gf r o mo t h e rt y p e s y a d dw h i c hl o c a t e di ns u b d o m a i n 5i st h es i g no fr e v e r s et r a n s e r i p t a s e g i ii n r r o n - t y p em a t u r a s ew h i c hh a v en o tac o n s e r v e ds e q u e n c ec a nh e l pr n as p l i c i n g h n he n d o n u c l e a s ew h i c hh a sc o n s e r v e da m i n oa c i dh 5 6 8 , n 5 8 2 ，h 5 9 1 ，a s s i s ti n t r o ni n s e r t i n gi n t ot a r g e td n a s e c o n d a r ys t r u c t u r ea n a l y s i ss h o w st h a tt h ep r o t e i nh a s2 3ah e l i x e sa n d1 3bs t r a n d s g i ii n t r o ng e n ei su s u a l l ym u l t i c o p yi np r o k a r y o t e se s p e c i a l l yc y a n o b a c t e r i a , i nt h i ss t u d yw eu s e dr e a l - t i m ep c rt oc a l c u l a t et h ec o p yn u m b e ro fg i ii n t r o ni na r t h r o s p i r am a x i m af a c h b4 38 ，a st h ek a i b , k a i cw h i c hi ss i n g l ec o p yi na r t h r o s p i r am a x i m af a c h b4 38t ob et h er e f e r r e n c eg e n e s r e s u l tr e v e a l e dt h a tt h ec o p yn u m b e ro fg i ii n t r o ng e n ei na r t h r o s p i r am a x i m af a c h b4 38i s2 8 - 2 9 b e s i d e s ，w ea l s od e s i g n e dp r i m e r sa tt h eu p s t r e a ma n dd o w n s t r e a mo fg i ii n t r o no r fr e g i o nt op c ra n ds e q u e n c eo fa r t h r o s p i r af a c h b4 38 ，a r t h r o s p i r ap l a t e n s i sf a c h b3 41 ，35 0 ，7 9 0a n d7 9 3 a l i g n m e n tt h r o w so u tt h a tt h eg i ii n t r o no r fr e g i o n sa r ec o n s e r v e d ，i d e n t i t i e sa r ea l la b o v e9 0 ，a n dt h e ya l lh a v et w ob a s e sd e l e t i o na tt h eh o m o l o g o u sr e g i o n m o r e o v e r , 4 3 8 g i ii n t r o n 2 ，7 9 3 ，3 4 1 ，7 9 0g i ii n t r o nh a v ea b o u t5 4 6 0 b pd e l e t i o na t2 2 2 b pp o s i t o n , c o m p a r e dw i t ha r t h r o s p i r af a c h b4 38 g l li n t r o n l ni l l u m i n a t e st h a tt h e & f o r t u i t yo ft h eg e n em a yb ec a u s e db yt h er e t r o t r a n s p o s i t i o nd u r i n gt h ee v o l u t i o n k e yw o r d s ：a r t h r o s p i r a ，r e t r o t r a n s p o s o n ，g i ii n t r o ng e n e ，b a s e sd e l e t i o n ，r e a l - t i m ep c r独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。擎位论文作者签名：飞泵j 、弘飞签字日期：z 月7 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：可蓉j 啪导师签字日期：w7 年月7 日签- 7 - e t学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：年a b极大节旋藻f a c h b 4 3 8 g 口i n t r o n 基因的克隆与分析0 前言0 1i l 类内含子( ( 7 1 1 i n t r o n ) 简介转座子( t r a n s p o s o n s ) 是指基因组中能够移动或者复制并且能够整合到新的位点的d n a 片段。1 9 5 1 年，m e c l i n t o e k 第一次提出转座因子的概念，它是生物基因组中的重要组成部分。在人类 1 1 、小鼠【2 】和水稻【3 1 基因组中，转座子约占4 0 甚至更多，在原核生物基因组中约占1 - 5 。转座子可以分为两类：第一类转座子( c l a s si ，也称作反转录转座子) 、第二类转座子( c l a s si i ，也称作d n a 转座子) 【4 ，5 1 。尽管很多转座因子尤其是在高等生物中被人们视为“化石 ，已经失去了原有的活性，转座机制的探索对研究生物基因组的组成、进化和基因的表达调控等都具有重要意义【印。由于转座子尤其是反转座子有着特殊的生物活性，其在生物基因组分析【1 ，2 捌、连锁作图【1 2 捌、系统进化、生物多样性研究、基因沉默以及品种改良方面具有广阔的应用前景 _ 7 1 。内含子( i n t r o n ) 首先是在真菌和高等植物中发现的，它们特殊的结构和功能受到研究人员的广泛关注，随后在真核生物细胞器和原核生物基因组中发现了内含子的存在。至此内含子可以被分为七类：g u g c 型、a u - a c 型、i 类内含子、i i 类内含子、类内含子、双内含子和t r n a 前体中的内含子。类内含子( g i ii n o n ) 是一种结构特殊的反转座元件，它既具有内含子特有的剪切机制又可以进行反转座1 8 1 。g i ii n t r o n 基因包括六个部分( 如图0 1 所示) ，该基因经过转录后，其i 、i i 、v 、v i 可以折叠成一个十分保守的r n a 二级结构，而第部分是一个开放阅读框( o p e nr e a d i n gf r a m e s ，o r f ) ，编码反转录酶( r e v e r s et r a n c f i p t a s e ) 、r n a 成熟酶( m a t u r a s e ) 和h n h d n a 内切酶( h n he n d o n u c l e a s e )【9 ，l o 】共三个功能结构域。r n a 部分可以进行自我剪切，这种剪切机制与高等生物中m r n a 内含子的剪接机制是相同的，因此被广泛认定为内含子和非l t r 型反转座子的祖先【1 1 】随着原核生物基因组研究的迅速发展以及测序技术的进步，原核生物尤其是细菌类的基因组测序工作陆续完成，越来越多的内含子被人们发现，已经测序的原核生物中约有1 4 的物种中含有g i ii n t r o n 基因，该种内含子在原核生物基因极大节旋囊f a c h m 3 8 g h i 晡伽萋目的克隆与分析组中同样以高拷贝状态存在。除此之外因之间或者与可移动的d n a 如i s 元件座有协助作用。大多数的原核生物的g l li n o n 位于基质粒d n a 内部，对其在d n a 中的转由于前期研究人员并未对g 1 1i n t r o n 有正确的鉴定和注释，很多g i ii n t r o n基因被简单的鉴定为反转录酶或者其它基因，需要被重新认定。因此，加拿大健康研究( c a u a d i , mi n s t i t u d eo fh e a l t hg e s e a r c h , c i l - i r ) l a l b e r t ah e r i t a g ef o u n d a t i o nf o rm e d i c a lr e s e 眦h ( a h f m r ) 创建一个网站用来分析和整理各物种中存在的g 1 1 i n t r o n 基因( h t 【p ：w w w 印u c a l g a r y c a g z o u p 2 i n t r o n s i n d e x h t m ) 1 1 2 l 。图0 - 1g i i 妇m q 基因的基本结构埘f i g o - 1 t h e m m c l l i m o f g r o u p l l i n t r o n g i i i n t r o n 的剪接机制g l l i n t r o n 基因转录后的r n a 可以折叠成保守的二级结构，并具有结合镁离子的活性位点，这种状态下的r n a 可以自我起始r n a 剪接反应。g i i t n t r o n 同其它内含子的剪接机制相似，可以简单的总结为两步酯基转移反应( 如图0 - 2 所示) ：( 1 ) 第1 v 部分的一个完出的腺嘌呤核苷酸攻击内含子5 端的剪切位点，致极大节旋藻f a c i - i b 4 3 8 g i ii n t r o n 基因的克隆与分析使内含子5 端的外显子脱落，内含子部分形成一种套索状的中间体，脱落的外显子部分凭借i b s l 一e b s l 和i b s 2 - e b s 2 碱基互补配对的氢键粘连在内含子上。( 2 )通过酯基转移反应，5 端和3 端内含子连接起来，内含子以索套状释放。 1 3 , 1 4 - , 1 5 】。尽管内含子r n a 可以在体外进行自我剪接，但是在生物细胞体内g i ii n t r o n 的剪接是在酶的协助下进行此生物反应过程的。 1 7 , 1 8 】，一一、5 _ ：35 。_ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ k 3t r a n s e s t e r i f i c a t i o n2e 81 8 n a tl f | t e r m e d i s t e图o - 2g i ii n t r o n 的剪接机制n 2 3f i g o 一2t h es p l i c i n gm e c h a n i s mo fg i ii n t r o n 1 2 】g i ii n t r o n 的转座机制极大节旋藻f a c k m 4 3 8 g i it 腑佣基因的克隆与分析g i i i n t r o n 内含于的转座机制首先是由m e u n i e r 等人和s k e u y 等人【q 提出来的。他们分g u 对啤酒酵母( s c e r e v i s i a e ) 线粒体d n a 上的内吉子基因c o r d - l l 基因和乳酸克鲁维斯酵母( g l w v e r o m y c e st a i l s ) 的c o x l 1 1 内含子基因的转座原理进行分析。g i ii r u r o n 的转座具有位点特异性，由同源序列介导进行。在原核生物中当g l li n t r o n 内含子周围存在不含有内含子且具有同源序列的d n a 时就会发生转座。其位点识别具有高度的特异性，一般在插入位点的- 2 0 - - + 1 0 区域约3 0 b p 的d n a 序列，正因为识别位点在插入位点的上下游均有部分序列，因此内含子的转座之发生在之前不存在内含子的区域l l q 。g i ii n t r o n 的转座机制被称作为靶序列介导的反转录( e a r g e t p r i m e d1 | e v e s eu a a s c r i 砸o n , t p r t ) 。转座机制的主体是r n a 剪切的产物包括由反转录酶、r n a成熟酶、核酸内切酶及r n a 组成的核蛋白复合物。内含子p - 2 q a 通过同源识别d n a 靶序列，d n a 内切酶在插入位点下游9 1 0 b p 位置将靶序列所在的d n a 切开，内含子r n a 通过简源重组与d n a 粘连，同时在反转录酶的作用下进行反转录及修复1 2 0 , 2 1 i 。( 如图0 - 3 )ar e v e r s eba n t i s e n s ecc d n a+ d n a 。抛d s ，2 挈1 _ 瞄函矽一g 船0擎焚di r e p a ir一_ - _ = = = = = = = = = = = = 。围t ) 3g i ii m “，h 基闲的转庳矶：1f i g o - 3 t h e t r a n s p o s e m e c h a a i s mo f g i i i n t r o n i 目4极大节旋藻f a c h b 4 3 8 g 玎i n t r o n 基因的克隆与分析这种可以移动的内含子的存在揭示了在内含子和反转座元件之间存在着一定的进化关系。基于内含子的剪切机制和转座机制，研究者发现内含子的1 4 个碱基必须与插入位点的1 4 个碱基相配对，因此只要改变内含子的1 4 个碱基就可以将该内含子插入到目的染色位点上。这项技术已经被德克萨斯大学申请专利，可以阻断用于酿酒和加工乳酪的微生物中的有害基因，破坏病菌中的致病基因从而研制新疫苗。0 2 蓝藻基因组测序与内含子基因蓝藻也称蓝细菌( c y a n o b a c t e r i u m ) 是最原始、最古老的一类生物。大约在3 3 3 5 亿年前，蓝藻就已经在海洋中繁衍生息。到距今1 5 亿年前的前寒武纪时，蓝藻特别繁盛，在生物史上称这一时期为蓝藻时代。蓝藻的生态习性多种多样，分布于生物圈的各个领域，更是人类生产生活中不可缺少的角色。蓝藻是最古老的光合放氧生物，对地球表面从无氧环境变为有氧环境起了巨大的作用。有不少蓝藻可以直接固定大气中氮，以提高土壤肥力，使作物增产。还有一些蓝藻可以作为食物如发菜、地木耳( 葛仙米) 、螺旋藻等。蓝藻作为一种古老的原核生物，长期的进化形成了极强的生态竞争优势，在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”，大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮 ( 和海洋发生的赤潮对应) 。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类( 如微囊藻) 还会产生毒素( m c ) ，大约5 0 的绿潮中含有大量m c 。m c 除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。m c 耐热，不易被沸水分解田】。节旋藻( a r t h r o s p i r a ) 在分类地位上属于蓝藻门( c y a n o p h y t a ) 、蓝藻纲( c y a n o p h y c e a e ) 、颤藻目( o s c i l l a o r i a l e s ) 、颤藻科( o s c i l l a t o r i a c e a e ) 。常用于培养的节旋藻有钝顶节旋藻( a r t h r o s p i r ap l a t e n s i s ) 、极大节旋藻( a r t h r o s p i r am a x i m a l和盐泽节旋藻( a r t h r o s p i r as u b s a l s a ) 。与其它引起水华的蓝藻不同的是节旋藻安全无毒，富含蛋白质、维生素、不饱和脂肪酸和多糖等多种营养成分和生物活性物质。被联合国粮农组织( f a o ) 推荐为“2 1 世纪最理想的食品” 2 3 】。节旋藻生存最适的光照强度在3 0 0 0 0 3 5 0 0 0 l u x 之间，喜温( 3 0 3 7 ) ，耐极大节旋藻f a c h b 4 3 8 g i ii n t r o n 基因的克隆与分析碱( p h 8 5 1 0 5 ) 。其可以生长在土壤、沼泽、淡水、海水以及温泉中，特别是可以广泛分布在热带和暖温带的海洋、湖沼以及盐湖中，甚至是在高含碱量的湖泊沼泽中，节旋藻仍然能良好的生长a节旋藻如其他蓝藻类细胞一样无色素体，色素分布在原生质体外部的色素区，蓝绿色。原生质体内部有一无色的中央区，类似其他藻类的细胞核，但无核仁和核膜。钝顶节旋藻为丝状体，藻丝螺旋状，无横隔壁，藻丝宽4 5 微米，长4 0 0 , - 6 0 0 微米。节旋藻行无性二分裂繁殖，繁殖结果使藻丝长度迅速增加。钝顶节旋藻主要靠藻丝断裂增加丝状体的数量，有时也形成“藻殖段 ，藻殖段细胞分裂成新的螺旋状藻丝体。g 1 1i n t r o n 基因在原核生物中的研究初期重点集中在大肠杆菌和乳酸菌上，随着蓝藻各物种全基因组测序的完成，研究者发现在蓝藻中g i ii n t r o n 通常也以高拷贝的形式存在。迄今为止发现g i ii n t r o n 基因存在的蓝藻有极大节旋藻c s 3 2 8 、蓝杆藻( c y a n o t h e c es p ) a t c c 2 9 1 5 5 、鱼腥藻( a n a b a e n av a r i a b i l l s ) 、海洋丝状固氮蓝藻( c a l o t h r i xs p ) 、c r o c o s p h a e r aw a t s o n i iw h 8 5 0 1 、海洋固氮蓝藻( l y n g b y am a j u s c u l as t r a i n l 9 l ) 、念珠藻( n o s t o cs p ) 、嗜热蓝藻( t h e r m o s y n e c h o c o c c u se l o n g a t u sb p 1 ) 、束毛藻( t r i c h o d e s m i u me r y t h r a e u m )i m s l 0 1 。1 9 9 3 年，日本岛根大学研究小组率先完成一种颤藻l e p t o l y n g b y a f o v e o l a r u mm 一4 3质粒p l a s m i dp p f l 序列测试完成瞰3 ，1 9 9 5 年l o 月美国宾州9 1 1 2 大学完成c y a n o p h o r a p a r a d o x ac y a n e l l e 全基因组测序完成，标志着蓝藻生物学进入了全基因组时代。截至到2 0 0 9 年4 月，共有5 0 株蓝藻的全基因组序列完成( 表0 - 1 ) ，反转座子相关基因中涉及到反转录酶、r n a 成熟酶和h n h d n a 内切酶在相应物种中的拷贝数的统计，其中也包括同样含有反转录酶的r e t r o n 型反转座子。统计发现已经测序的蓝藻基因组关于反转座子有以下特点：原绿球藻作为蓝藻中基因组较小的一组物种，反转座子以低拷贝形式存在( 0 或2 或4 ) ；t h e r m o s y n e c h o c o c c u se l o n g a t u sb p 是除了原绿球藻以外基因组较小的物种，其中g i ii n t r o n 型反转座子却以2 8 个高拷贝状态存在；除以上所述两种蓝藻外，其它蓝藻拥有反转座子相关基因的基因组最小为4 6 6 m b 。6极大节旋藻f a c h b 4 3 8 g i i i n t r o n 基因的克隆与分析表o 1 截至2 0 0 9 年4 月全基因组测序的蓝藻统计t a b l e o - 1s t a t o fg e n o m e - s e q u e n c e dc y a n o b a c t e r i u mu n t i la p r i l , 2 0 0 9反转座f i n i ss p e c m ss i z e ( m b )r e f s e qr e l e a s e d子相关h e d基因o r n op r o c h l o r o c o c c u s1 6 9n z a c d w 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 9 0 1 0 12n om a t i n 懈s t 、m 9 2 0 2s y n e c h o c o c c u ss p p c c5 9 6n z a b r v 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 8 0 7 0 92 0n o7 3 3 5c y a n o b i u ms p p c c2 8 3n z a b s e 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 8 0 7 1 5n o n en o7 0 0 1s y n e c h o c o c c u s2 6 6n z a a u a 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 6 1 0 1 2n o n en os p r s 9 9 1 6s y n e c h o c o c c u s2 2 8n z a a t z 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 6 1 0 1 2n o n en os p b l l 0 7s y n e c h o c o c c u s2 6 2n z a a o k 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 6 0 2 2 4n o n en os p w h 7 8 0 5s y n e c h o c o c c u ss p w - 3 0 4n z a a n 0 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 6 0 2 1 6n o n en o5 7 0 1s y n e c h o c o c c u s2 5 8n z a a n p 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 6 0 2 1 0n o n en os p r s 9 9 17p r o c h l o r o c o c c u s1 - 7 4n c 0 0 9 8 4 02 0 0 7 0 9 2 12y e sm a t i n u ss t r m _ 玎9 2 1 5p r o c h l o r o c o c c v si 6 4n c 0 0 9 0 912 0 0 7 0 3 0 72y e sm a r i n u ss i r m 盯9 3 0 lp r o c h l o r o c o c c u s2 6 8n c 0 0 8 8 2 02 0 0 7 0 1 2 3n o n ey e sm a r i n u ss t r 。m 1 t9 3 0 3p r o c h l o r o c o c c u s1 8 6n c 0 0 8 8 1 92 0 0 7 0 1 2 3n o n ey e sm a r i n u ss t r n a t l l ap r o c h l o r o c o c c u s1 - 7 0n c 0 0 8 8 1 72 0 0 7 0 1 2 22y e sm a r f l t u ss t r m _ i t9 5 1 5p r o c h l o r o c o c c u s1 7 0n c 0 0 8 8 1 62 0 0 7 0 1 2 22y e sm a r i n u ss i r a s 9 6 0 1s y n e c h o c o c c u s2 9 3n c 0 0 7 7 7 52 0 0 6 0 2 0 7n o n ey e ss p 0 a 一3 3 a bp r o c h l o r o c o c c u s1 8 4n c 0 0 7 3 3 52 0 0 5 0 8 1 2n o n ey e sm a r i n u ss t r m 死2 名c y a n o t h e c es p a t c c4 9 3n c0 1 0 5 4 62 0 0 8 0 4 0 31 4y e s5 1 1 4 2c y a n o t h e c es p p c c5 3 7n c0 1 1 8 8 42 0 0 9 0 11 5n o n ey e s7 4 2 5a c a r y o c h l o r i sm a r i n a6 5 0n c 0 0 9 9 2 52 0 0 7 1 0 1 71 4y e sm b i c l l 0 177极大节旋藻f a c i - i b 4 3 8 g 1 1i n t r o n 基因的克隆与分析s y n e c h o c o c c u s2 2 2n c 0 0 9 4 8 22 0 0 7 0 5 1 9n o n ey e ss p r c c 3 07g l o e o b a c 纪rv i o l a c e i l s4 6 6n c 0 0 51 2 52 0 0 3 1 0 0 62y e sp c c7 4 2 1c y a n o t h e c e5 9 4n c 0 11 7 2 92 0 0 8 1 2 1 81 4y e ss p p c c 7 4 2 4c y a n o t h e c es p p c c4 6 8n c 0 11 7 2 62 0 0 8 1 2 1 79y e s8 8 0 1a r t h r o s p i r am a x b n a6 0 0n z a b y k 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 8 1 0 1 53 0n oc s 3 2 8s y n e c h o c o c c u s2 2 3n c 0 0 7 51 32 0 0 5 1 0 2 7n o n ey e ss p c c 9 9 0 2a n a b a e n av a r i a b i l i s6 3 7n c 0 0 7 4 1 32 0 0 5 0 9 2 03y e s么粥c2 9 4 1 3m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s a5 8 4n c0 1 0 2 9 62 0 0 8 0 1 3 11 0y e sn i e s 8 4 3c y a n o t h e c es p p c c5 7 3n z a b v e 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 8 0 8 1 51 0n o7 8 2 2c y a n o t h e c es p p c c4 7 5n z a b v l 0 0 0 0 0 0 0 02 0 0 8 0 8 1 54n o8 8 0 2t r i c h o d e s m i u m7 7 5n c 0 0 8 31 22 0 0 6 0 8 3 03 6y e se r y t h r a e u mi m s l 0 1s y n e c h o c o c c u s2 7 0n c 0 0 6 5 7 62 0 0 4 1 2 2 1n o n ey e se l o n g a t u sp c c6 3 0 1p r o c h l o r o c o c c u sm a r i n u ss u b s p m a r i n u s1 7 5 -n c0 0 5 0 4 22 0 0 3 0 7 2 52y e ss t r c c 谮13 7 5t h e t m o s y n e c h o c o c c u s2 5 9n c0 0 4 1 1 32 0 0 2 0 8 1 92 8y e se l o n g a t u sb p jn o s t o cp u n c t i f o r m e8 2 3n c 0 1 0 6 2 82 0 0 8 0 4 2 54y e sp c c7 3 1 0 2s y n e c h o c o c c u ss p p c c3 o on c0 1 0 4 7 52 0 0 8 0 31 72y e s7 0 0 2s y n e c h o c o c c u ss p w h2 - 3 7n c0 0 9 4 8 12 0 0 7 0 51 9n o n ey e s7 8 0 3s y n e c h o c