安苗苗，劉 靜，酈 元，周明兵

（浙江農(nóng)林大學 亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江 臨安 311300）

花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組中的轉(zhuǎn)座子表達分析

安苗苗，劉 靜，酈 元，周明兵

（浙江農(nóng)林大學 亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江 臨安 311300）

以花葉矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji 10種不同顏色和不同發(fā)育階段的葉片轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，調(diào)查了花葉矢竹中轉(zhuǎn)座子的種類、數(shù)量以及選擇性表達特性。結(jié)果表明：花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組中轉(zhuǎn)座子類型豐富、數(shù)量繁多，其中RNA轉(zhuǎn)座子明顯多于DNA轉(zhuǎn)座子，轉(zhuǎn)座子LTR/Copia類型數(shù)量最多。綠葉的5個發(fā)育階段中，轉(zhuǎn)座子主要在第5發(fā)育階段高表達，表明這些轉(zhuǎn)座子可能參與了花葉矢竹葉片成熟過程。而在白葉5個發(fā)育階段中，轉(zhuǎn)座子主要在第1發(fā)育階段高表達；對綠葉和白葉5個相對應(yīng)的發(fā)育階段分析表明，白葉中高表達的轉(zhuǎn)座子多于綠葉，表明這些轉(zhuǎn)座子可能參與了花葉矢竹葉色變異過程，也可能是逆境脅迫導致轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座激活。圖3表3參25

植物學；花葉矢竹；轉(zhuǎn)座子；表達模式

花葉矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji原產(chǎn)日本，是矢竹的一個栽培變種，屬于矮小型混生竹種，是一種優(yōu)良的珍稀觀賞竹種，株高2 m左右［1］。花葉矢竹在自然栽培過程中，葉色會發(fā)生變異，有全綠葉、全白葉和綠白相間條紋葉，而且條紋葉中的綠條紋和白條紋的顏色深淺、形狀和出現(xiàn)的個數(shù)和位置都具有不確定性，還會隨著栽培條件的變化而變化。隨著轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的物種轉(zhuǎn)錄組被測序。為了了解花葉矢竹不同葉片轉(zhuǎn)錄組中的基因表達差異情況，花葉矢竹的不同生長階段和不同顏色的葉片轉(zhuǎn)錄組被測序，這為分析花葉矢竹葉片發(fā)育和葉色變異提供了重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)座子（TEs或transposons）也可稱為轉(zhuǎn)座因子或轉(zhuǎn)座元件，它是一段DNA序列，能從同一染色體的一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置，或者從一條染色體轉(zhuǎn)移到另一條染色體上［2－4］。依據(jù)不同的轉(zhuǎn)座機制，可將轉(zhuǎn)座子分為三大類：RNA類轉(zhuǎn)座子（Ⅰ類轉(zhuǎn)座子），DNA類轉(zhuǎn)座子（Ⅱ類轉(zhuǎn)座子）和Helitron轉(zhuǎn)座子（Ⅱ類轉(zhuǎn)座子中的滾筒式轉(zhuǎn)座子）。RNA類轉(zhuǎn)座子也可稱為反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，是通過 “復制和粘貼”的機制進行轉(zhuǎn)座。該類轉(zhuǎn)座子主要包括：長末端重復反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（LTRs），DIRs轉(zhuǎn)座子，PLE轉(zhuǎn)座子，自主的非長末端反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（LINEs）和非自主的非長末端反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（SINEs）。DNA轉(zhuǎn)座子是以DNA為中介在基因組中通過 “剪切和粘貼”機制進行轉(zhuǎn)座［5］。該類轉(zhuǎn)座子主要包括：TIR類轉(zhuǎn)座子、Crypton轉(zhuǎn)座子超家族、Maverick轉(zhuǎn)座子。雖然Maverick轉(zhuǎn)座子被歸類為DNA類轉(zhuǎn)座子，但是它的轉(zhuǎn)座機制是滾環(huán)式，屬于Helitron轉(zhuǎn)座子［6］，內(nèi)部含有一個負責鏈酶結(jié)構(gòu)域的編碼基因和復制起始的基序［7］。轉(zhuǎn)座子在宿主基因組跳躍，會插入或脫離目的基因而關(guān)閉或恢復基因的表達活性［8－9］。有文獻報道［10－11］，轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座可導致葉色或花色變化，例如轉(zhuǎn)座子Mutator插入到玉米Zea mays葉綠素合成以及光合作用有關(guān)基因中，引起玉米白化突變體；研究表明：轉(zhuǎn)座子nDart1插入水稻Oryza sativa葉綠體蛋白酶基因OsClpP5，使基因被破壞形成了葉色為淺黃色的pyl-v突變株［12］；康乃馨Dianthus caryophyllus花色由紫色變?yōu)樯罘凵褪怯梢粋€有活性的hAT型轉(zhuǎn)座子Tdic101插入到F3′H（flavonoid 3′-hydroxylase，類黃酮3′-羥化酶）基因引起的［13］；日本Iida實驗室研究發(fā)現(xiàn)，藍色花的矮牽牛Petunia hybrida突變?yōu)樽仙ㄊ怯捎谵D(zhuǎn)座子Tpn4插入到Pr基因，影響了該基因的正常表達，使之缺乏Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白，因而液泡內(nèi)的pH值降低，突變株無法產(chǎn)生正常的亮藍色，因此，藍色的花冠檐上產(chǎn)生紫色的斑痕，形成嵌合花色［14］。本研究利用花葉矢竹不同顏色和不同發(fā)育階段的10種葉片轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，分析花葉矢竹不同顏色和不同發(fā)育階段葉片的轉(zhuǎn)座子種類、數(shù)量及其選擇性表達特性等，這將為探索轉(zhuǎn)座子是否參與花葉矢竹葉色變異奠定一定的基礎(chǔ)。

1 研究方法

1.1 花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)樣本

本實驗室具有花葉矢竹10種葉片材料的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。這10種葉片材料是根據(jù)葉片的顏色和長度來確定的。首先選擇了2種極端顏色的葉片，即全綠葉（G）和全白葉（A）；又分別從這2種葉片中選擇了卷曲葉最里面一層葉芽的5個不同發(fā)育階段，0.1～1.0 cm長的剛剛抽出的葉芽為第1發(fā)育階段 （G1和A1），葉芽隨時間逐漸發(fā)育伸長，第2發(fā)育階段（G2和A2）選擇的葉芽長度是1.0～5.0 cm，長度5.0～7.0 cm的葉芽為第3發(fā)育階段（G3和A3），長度7.0～10.0 cm的葉芽為第4發(fā)育階段（G4和A4），長度10.0～12.0 cm的葉芽為第5發(fā)育階段（G5和A5）。

1.2 花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組中轉(zhuǎn)座子預測

將拼接后的綠葉5個發(fā)育階段和白葉5個發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組序列提交到repeatmasker網(wǎng)站，利用Protein-based RepeatMasking預測其中的轉(zhuǎn)座子序列（http://www.repeatmasker.org/cgi-bin/RepeatProtein-MaskRequest），對預測到的轉(zhuǎn)座子通過e-值進行篩選（e＜0.000 01），根據(jù)不同轉(zhuǎn)座子的類型，將篩選過的轉(zhuǎn)座子進行分類分析。

1.3 轉(zhuǎn)座子表達豐度平均值分析

按照轉(zhuǎn)座子類型，將從轉(zhuǎn)錄組中預測到的每條轉(zhuǎn)座子的FPKM值（expected number of fragments per kilobase of transcript sequence per millions base pairs sequenced，即每百萬測序堿基中每千個轉(zhuǎn)錄子測序堿基中所包含的測序片段數(shù)）合并，除以每種類型轉(zhuǎn)座子的數(shù)目，得到每種類型轉(zhuǎn)座子的平均FPKM值。

轉(zhuǎn)座子根據(jù)轉(zhuǎn)座機制可分為RNA類轉(zhuǎn)座子（Ⅰ類轉(zhuǎn)座子）、DNA類轉(zhuǎn)座子（Ⅱ類轉(zhuǎn)座子）和Helitron

轉(zhuǎn)座子（Ⅱ類轉(zhuǎn)座子中的滾筒式轉(zhuǎn)座子），根據(jù)上述方法算出樣本G1，G2，G3，G4，G5和A1，A2，A3，A4，A5各轉(zhuǎn)錄組RNA類轉(zhuǎn)座子的FPKM平均值、DNA類轉(zhuǎn)座子的FPKM平均值和Helitron轉(zhuǎn)座子的FPKM平均值以及總的轉(zhuǎn)座子FPKM平均值。

1.4 熒光定量聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）

從預測篩選出的轉(zhuǎn)座子中隨機挑選10個轉(zhuǎn)座子序列，用軟件Primer 5設(shè)計引物，由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。引物詳細信息見表1。

參照Trizol試劑（TaKaRa公司，日本）方法提取上述綠葉和白葉各5個發(fā)育階段葉片的總RNA，然后用TaKaRa公司的反轉(zhuǎn)錄試劑盒（PrimeScriptTMⅡ1st Strand cDNA Synthesis Kit）將提取的RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA作為模板，基因PheACT2為內(nèi)參［15］，參照SYBR Green I Master（TaKaRa公司，日本）說明書進行熒光定量聚合酶鏈式反應(yīng)（qRT-PCR），20.0 μL的反應(yīng)體系包括模板cDNA 2.0 μL，上下游引物各0.8 μL，滅菌的雙蒸水6.4 μL，SYBRRPremix Ex TaqⅡ10.0 μL。反應(yīng)條件為：95℃，30 s；95℃，5 s，55℃，20 s，72℃20 s，共40個循環(huán)。

表1 轉(zhuǎn)座子驗證引物Table 1 Primers of transposons verification

1.5 轉(zhuǎn)座子表達模式分析

按樣本轉(zhuǎn)錄組中的轉(zhuǎn)座子FPKM比值大于4，差值大于2的原則，除了篩選出在綠葉5個發(fā)育階段之間和白葉5個發(fā)育階段之間顯著性差異表達的轉(zhuǎn)座子序列，還篩選出白葉和綠葉各對應(yīng)生長時期相比顯著性差異表達的轉(zhuǎn)座子序列。

2 結(jié)果與分析

2.1 花葉矢竹葉色變異的形態(tài)觀察

根據(jù)花葉矢竹葉片顏色的不同，可將其葉片分成3種形態(tài)：全綠葉、全白葉和花葉。全綠葉是整張葉片都是綠色的（圖1A）；整張葉片都是白色的葉片是全白葉（圖1B）；花葉是一張葉片上既有綠色也有

白色，綠白相間，但是有的花葉綠色部分多于白色部分，就形成了白條紋葉，而有的花葉白色部分多于綠色部分，就形成了綠條紋葉（圖1C）。

圖1 花葉矢竹的葉片形態(tài)Figure 1 Leaf form of Pseudosasa japonica f.akebonosuji

2.2 轉(zhuǎn)錄組序列中轉(zhuǎn)座子類型及數(shù)量

從轉(zhuǎn)錄組中共預測到57 890個轉(zhuǎn)座子序列，篩選e值小于0.000 01的序列，得到1 627條轉(zhuǎn)座子序列。根據(jù)不同轉(zhuǎn)座子的類型，將這1 627個轉(zhuǎn)座子進行分類分析，可將其分為3個大類，包括1 205個RNA轉(zhuǎn)座子，占總轉(zhuǎn)座子的74.06%；380個DNA轉(zhuǎn)座子（23.36%）和42個Helitron轉(zhuǎn)座子（2.58%）。RNA轉(zhuǎn)座子的數(shù)量遠遠多于DNA轉(zhuǎn)座子數(shù)量。共有22種類型轉(zhuǎn)座子，其中RNA轉(zhuǎn)座子9種，包括LINE，LTR/Copia，LTR/DIRS，LTR/ERV，LTR/Gypsy，LTR/Lenti，LTR/Ngaro，LTR/Pao和 Other/subtelome；DNA轉(zhuǎn)座子12種，包括DNA/Academ，DNA/Chapaev，DNA/EnSpm，DNA/Crypton，DNA/Ginger，DNA/hAT，DNA/Maverick，DNA/MuLE，DNA/Novosib，DNA/P，DNA/PIF-Harbing和 DNA/Sola。Helitron轉(zhuǎn)座子雖然被歸為DNA類轉(zhuǎn)座子，但由于它的轉(zhuǎn)座機制是滾環(huán)式，所以單列為一類（表2）。RNA轉(zhuǎn)座子中數(shù)量最多的是LTR/Copia，占總轉(zhuǎn)座子數(shù)的25.38%，其中轉(zhuǎn)座子LINE，LTR/Gypsy和LTR/Pao也占了很高比例，分別為16.72%，15.18%和9.96%；DNA轉(zhuǎn)座子中數(shù)量最多的是DNA/hAT（8.85%）。

表2 花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組中的轉(zhuǎn)座子類型及數(shù)量Table 2 Super-family and abundance of transposons in transcriptome of Pesudosasa japonica f.akebonosuji

2.3 不同類型轉(zhuǎn)座子的表達豐度平均值

轉(zhuǎn)座子的表達豐度是檢測轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座活性的一個重要指標。從表3中可見：轉(zhuǎn)座子總表達豐度平均值在綠葉5個不同發(fā)育階段中上下浮動，而在白葉5個不同發(fā)育階段中是隨著發(fā)育逐漸減小的。

RNA轉(zhuǎn)座子表達豐度平均值高于DNA轉(zhuǎn)座子，RC/Helitron型轉(zhuǎn)座子表達豐度平均值最小；不同類型轉(zhuǎn)座子的表達豐度平均值也是不同的，RNA轉(zhuǎn)座子9種類型中，LTR/Pao型轉(zhuǎn)座子表達豐度平均值最高，在所有類型轉(zhuǎn)座子中表達量居第2位；DNA轉(zhuǎn)座子12種類型中，DNA/sola型轉(zhuǎn)座子表達量顯著高于其他類型轉(zhuǎn)座子，并居于所有類型轉(zhuǎn)座子中的第1位。LTR/Pao型轉(zhuǎn)座子和DNA/sola型轉(zhuǎn)座子的表達豐度平均值在綠葉和白葉5個發(fā)育階段的趨勢與轉(zhuǎn)座子總表達豐度平均值的趨勢相似。表達豐度平均值相對較高的轉(zhuǎn)座子類型還有LTR/Lenti。但無論在綠葉還是白葉的5個發(fā)育階段中，其表達豐度平均值的趨勢均隨著葉片發(fā)育成熟逐漸減小。

2.4 熒光定量聚合酶鏈式反應(yīng)（qRT-PCR）驗證轉(zhuǎn)座子的相對表達量

從1 627條轉(zhuǎn)座子序列中，隨機選出10條轉(zhuǎn)座子序列進行熒光定量qRT-PCR驗證，結(jié)果如圖2?？梢姡琿RT-PCR所得到的轉(zhuǎn)座子在各個樣本中的相對表達量值，與其轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的FPKM值的趨勢基本上是一致的。

2.5 不同轉(zhuǎn)座子的選擇性表達分析

從1 627條轉(zhuǎn)座子中，按轉(zhuǎn)座子FPKM比值大于4，差值大于2的原則，篩選出綠葉5個發(fā)育階段之間、白葉5個發(fā)育階段之間以及綠葉和白葉對應(yīng)發(fā)育階段之間表達顯著性差異的轉(zhuǎn)座子序列。綠葉5個發(fā)育階段之間表達存在顯著性差異的有194個轉(zhuǎn)座子，白葉5個發(fā)育階段之間表達存在顯著性差異的有181個轉(zhuǎn)座子，綠葉和白葉相對應(yīng)5個發(fā)育階段之間表達存在顯著性差異的有107個轉(zhuǎn)座子。

表3 花葉矢竹綠葉和白葉各5種發(fā)育階段中不同轉(zhuǎn)座子的表達豐度平均值Table 3 Different transposons’average expression level in five developmental stages of green leaves and albino leaves of Pseudosasa japonica f.akebonosuji

分別對綠葉中194個顯著性差異表達轉(zhuǎn)座子進行分析，在每個發(fā)育階段高表達的轉(zhuǎn)座子中既有DNA轉(zhuǎn)座子也有RNA轉(zhuǎn)座子（圖3A）。總的來看，G5發(fā)育階段較高表達量的轉(zhuǎn)座子明顯多于其他發(fā)育階段，RNA轉(zhuǎn)座子明顯多于DNA轉(zhuǎn)座子。G1發(fā)育階段，有29個轉(zhuǎn)座子較高表達，有RNA轉(zhuǎn)座子16個，DNA轉(zhuǎn)座子11個以及2個RC/Helitron轉(zhuǎn)座子。G2發(fā)育階段有22個RNA轉(zhuǎn)座子、7個DNA轉(zhuǎn)座子和1個RC/Helitron轉(zhuǎn)座子較高表達。G3發(fā)育階段有10個RNA轉(zhuǎn)座子、8個DNA轉(zhuǎn)座子和2個RC/ Helitron轉(zhuǎn)座子較高表達，共20個。G4發(fā)育階段共有17個RNA轉(zhuǎn)座子、2個DNA轉(zhuǎn)座子較高表達。G5發(fā)育階段有71個RNA轉(zhuǎn)座子、24個DNA轉(zhuǎn)座子、1個RC/Helitron轉(zhuǎn)座子較高表達，共96個，占綠葉中顯著性差異表達轉(zhuǎn)座子總數(shù)的49.48%。

分別對白葉中181個顯著性差異表達轉(zhuǎn)座子進行分析，A1發(fā)育階段高表達的轉(zhuǎn)座子多于其他的發(fā)育階段（圖3B）。A1階段有75個高表達轉(zhuǎn)座子，占白葉中顯著性差異表達轉(zhuǎn)座子總數(shù)的41.44%，其中RNA轉(zhuǎn)座子有42個，DNA轉(zhuǎn)座子有28個，RC/Helitron轉(zhuǎn)座子有5個。A2階段只有6個高表達的轉(zhuǎn)座子，RNA轉(zhuǎn)座子有4個，DNA轉(zhuǎn)座子有2個。A3階段高表達轉(zhuǎn)座子有14個，RNA轉(zhuǎn)座子有7個，DNA轉(zhuǎn)座子有4個。A4發(fā)育階段有32個高表達轉(zhuǎn)座子，24個RNA轉(zhuǎn)座子，DNA轉(zhuǎn)座子只有6個。A5發(fā)育階段有53個高表達轉(zhuǎn)座子，無RC/Helitron轉(zhuǎn)座子；RNA轉(zhuǎn)座子有45個，8個DNA轉(zhuǎn)座子。

綠葉和白葉的各對應(yīng)的發(fā)育時期相比較，有107個轉(zhuǎn)座子表達有顯著性差異，依然是RNA轉(zhuǎn)座子數(shù)量遠多于DNA轉(zhuǎn)座子。總體來說白葉中較高表達量的轉(zhuǎn)座子數(shù)量多于綠葉。第1發(fā)育階段白葉中較

高表達的轉(zhuǎn)座子數(shù)量有12個，綠葉中僅有6個較高表達轉(zhuǎn)座子；第2發(fā)育階段白葉有7個較高表達的轉(zhuǎn)座子，綠葉中有6個；第3發(fā)育階段白葉中沒有較高表達的轉(zhuǎn)座子，而綠葉中只有5個；第4發(fā)育階段白葉中有13個較高表達的轉(zhuǎn)座子，綠葉中有6個；第5發(fā)育階段，白葉中的較高表達的轉(zhuǎn)座子數(shù)為

27個，綠葉中有25個較高表達的轉(zhuǎn)座子（圖3C）。

圖2 轉(zhuǎn)座子的相對表達量與其相對應(yīng)的FPKM值Figure 2 Relative expression level and FPKM value of transposons

圖3 花葉矢竹不同發(fā)育階段顯著性差異表達轉(zhuǎn)座子的類型和數(shù)量Figure 3 Type and number of transposons with significant difference expression level among different development stages of leaves of Pseudosasa japonica f.akebonosuji

3 討論

自美國細胞遺傳學家McCLINTOCK［16］在研究玉米遺傳的過程中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子起，越來越多的轉(zhuǎn)座子被發(fā)現(xiàn)和研究。轉(zhuǎn)座子在宿主基因組跳躍，插入或脫離目的基因從而關(guān)閉或恢復基因的表達活性［8－9］，可見轉(zhuǎn)座子在調(diào)控基因表達方面發(fā)揮著很大作用。本研究比對花葉矢竹10個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，分析了花葉矢竹中1 627條共22類轉(zhuǎn)座子序列。結(jié)果表明：花葉矢竹轉(zhuǎn)錄組中的轉(zhuǎn)座子含量豐富，種類繁多，其中RNA轉(zhuǎn)座子占74.06%，DNA轉(zhuǎn)座子占23.36%，Helitron轉(zhuǎn)座子只占2.58%。RNA轉(zhuǎn)座子中數(shù)量最多的類型是轉(zhuǎn)座子LTR/Copia占25.38%，DNA轉(zhuǎn)座子中數(shù)量最多的類型是轉(zhuǎn)座子DNA/hAT?；ㄈ~矢竹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中RNA轉(zhuǎn)座子的數(shù)量明顯多于DNA轉(zhuǎn)座子，并且轉(zhuǎn)座子LTR/Copia明顯多于其他類型的轉(zhuǎn)座子。這與其他研究相似，即RNA轉(zhuǎn)座子在生物中廣泛存在［17］，其中LTR/Copia型轉(zhuǎn)座子在植物中分布最廣［18］。

基因的選擇性表達貫穿于生物體整個生長發(fā)育階段，既具有組織特異性也具有時間特異性［19－21］。經(jīng)熒光定量PCR驗證，轉(zhuǎn)座子在花葉矢竹中的表達也具有時間和空間的特異性（圖2）。本研究對花葉矢竹全綠葉和全白葉5個發(fā)育階段之間顯著性差異表達的轉(zhuǎn)座子表達模式分析表明：無論在哪個發(fā)育階段，RNA轉(zhuǎn)座子數(shù)量都多于DNA轉(zhuǎn)座子，不同發(fā)育時期高表達的轉(zhuǎn)座子類型基本上不同。綠葉中第5發(fā)育階段有較高表達量的轉(zhuǎn)座子明顯多于其他發(fā)育階段，說明葉片后期成熟期間有大量的轉(zhuǎn)座子表達，這些高表達轉(zhuǎn)座子可能參與了葉片成熟過程；而白葉中高表達量的轉(zhuǎn)座子主要出現(xiàn)在第1發(fā)育階段，這些在白葉第1發(fā)育階段高表達的轉(zhuǎn)座子可能參與了白葉早期發(fā)育過程［10］。

通過對花葉矢竹全綠葉和全白葉相對應(yīng)的5個發(fā)育階段顯著性差異表達的轉(zhuǎn)座子表達模式分析，發(fā)現(xiàn)總體白葉中的高表達轉(zhuǎn)座子數(shù)量高于綠葉中的轉(zhuǎn)座子。在白葉中高表達的轉(zhuǎn)座子可能參與了花葉矢竹葉色變異過程，也可能是逆境脅迫導致轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座激活。白葉缺乏葉綠素，無法進行正常的光合作用，再加上白葉的透光率較高，強光可能會導致白葉出現(xiàn)光損傷和光過度氧化，使白葉發(fā)育受到一定的脅迫［22］，因此，這種脅迫可能導致白葉中大量轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座激活。事實上，已有大量的研究表明，轉(zhuǎn)座子在逆境脅迫下轉(zhuǎn)座頻率大大增加［23－24］，如生活在黃河入?？诘囊按蠖笹lycine soja鹽漬種群有多拷貝及

多樣性的Gypsy類轉(zhuǎn)座子［25］。

［1］ 楊海蕓，王曉芹，張寧，等.日本花葉矢竹組織培養(yǎng)與葉色變異研究［J］.竹子研究匯刊，2010，29（4）：15－20.

YANG Haiyun,WANG Xiaoqin,ZHANG Ning,et al.Tissue culture and leaf color variation of Pseudosasa japonica f. akebonosuji［J］.J Bamboo Res,2010,29（4）:15－20.

［2］ McCLINTOCK B.Chromosome organization and genic expression［J］.Cold Spring Harb Symp Quant Biol,1951,16（2）:13－47.

［3］ McCLINTOCK B.The significance of responses of the genome to challenge［J］.Science,1984,226（4676）:792－801.

［4］ 高東迎，何冰，孫立華.水稻轉(zhuǎn)座子研究進展［J］.植物學通報，2007，24（5）：667－676.

GAO Dongying，HE Bing，SUN Lihua.Research advances on transposable elements in rice［J］.Chin Bull Bot,2007, 24（5）:667－676.

［5］ 何承忠，陳寶昆，江濤，等.植物轉(zhuǎn)座子的研究與應(yīng)用［J］.西南農(nóng)業(yè)學報，2004，17（3）：399－403.

HE Chengzhong,CHEN Baokun,JIANG Tao,et al.Application and research on transposons of plants［J］.Southwest China J Agric Sci,2004,17（3）:399－403.

［6］ KAPITONOV V V，JURKA J.Self-synthesizing DNA transposons in eukaryotes［J］.Proc Natl Acad Sci,2006,103（12）:4540－4545.

［7］ 馬赑.桑樹全基因組轉(zhuǎn)座子的鑒定及特征分析［D］.重慶：西南大學，2014.

MA Bi.Genome-wide Identification and Characterization of Transposable Elements in Mulberry （Morus notabilis）［D］.Chongqing：Southwest University,2014.

［8］ 李軍，李洪清，吳萍，等.轉(zhuǎn)座子在觀賞植物嵌合花色形成中的應(yīng)用［J］.植物生理學通訊，2005，41（4）：542－546.

LI Jun,LI Hongqing,WU Ping,et al.Application of transposons in making variegated flower color in ornamental plants［J］.Plant Physiol Commun,2005,41（4）:542－546.

［9］ 劉曉紅，李葉峰，彭麗媛，等.裂葉牽牛突變體的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（28）：17214－17216.

LIU Xiaohong,LI Yefeng,PENG Liyuan,et al.Study on the mutants of Pharbitis nil［J］.J Anhui Agric Sci,2011,39（28）:17214－17216.

［10］ 王婷婷，翟立紅，蘇旭，等.Mutator誘導的玉米白化突變體插入位點的遺傳分析及代謝途徑的構(gòu)建［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2010，43（22）：4571－4578.

WANG Tingting,ZHAI Lihong,SU Xu,et al.Genetic analysis and construction of metabolic pathway by mutator-mediated albino mutatant insertion sites in Zea mays L.［J］.Sci Agric Sin,2010,43（22）:4571－4578.

［11］ SLOTKIN R，F(xiàn)REELING M，LISCH D.Mu killer causes the heritable inactivation of the mutator family of transposable elements in Zea mays［J］.Genetics,2003,165（2）:781－797.

［12］ TSUGANE K,MAEKAWA M,TAKAGI K,et al.An active DNA transposon nDart causing leaf variegation and mutable dwarfism and its related elements in rice［J］.Plant J Cell Mol Boil,2006,45（1）:46－57.

［13］ MOMOSE M,NAKAYAMA M,ITOH Y,et al.An activehAT transposable element causing bud mutation of carnation by insertion into the flavonoid 3′-hydroxylase gene［J］.Eur J Clin Invest,1974,4（4）:247－252.

［14］ 李美茹，李洪清，孫梓健，等.影響藍色花著色的因素［J］.植物生理學通訊，2003，39（1）：51－55.

LI Meiru,LI Hongqing,SUN Zijian,et al.Factors of influencing blue flower color［J］.Plant Physiol Commun,2003, 39（1）:51－55.

［15］ 齊飛艷，胡陶，彭鎮(zhèn)華，等.毛竹實時熒光定量PCR內(nèi)參基因的篩選及成花基因PheTFL1表達分析［J］.西北植物學報，2013，33（1）：48－52.

QI Feiyan,HU Tao,PENG Zhenhua,et al.Screening of reference genes used in qRT-PCR and expression analysis of PheTFL1 gene in moso bamboo［J］.Acta Bot Boreal-Occident Sin,2013,33（1）:48－52.

［16］ McCLINTOCK B.The origin and behavior of mutable loci in maize［J］.Proc Nat Acad Sci,1950,36（6）:344－355.

［17］ WICKER T,SABOT F,HUA-VAN A,et al.A unified classification system for eukaryotic transposable elements［J］. Nat Rev Genet,2007,8（12）:973－982.

［18］ 仲曉芳.菰（Zizania latifolia）Ty1/copia-like反轉(zhuǎn)座子反轉(zhuǎn)座酶序列的克隆和分析［D］.長春：東北師范大學，2005.

ZHONG Xiaofang.Isolation and Characterization of Ty1/copia-like Retrotransposons of Wild Rice （Zizania latifolia）［D］.Changchun：Northeast Normal University,2005.

［19］ 郭紅媛，賈舉慶，張莉，等.燕麥EST數(shù)據(jù)庫中Ty1-copia和Ty3-gypsy型反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的頻數(shù)分析［J］.中國農(nóng)業(yè)大學學報，2014，19（4）：23－30.

GUO Hongyuan,JIA Juqing,ZHANG Li,et al.Frequencies of Ty1-copia and Ty3-gypsy retroelements within the Avena EST database［J］.J China Agric Univ,2014,19（4）:23－30.

［20］ HIROCHIKA H，SUGIMOTO K，OTSUKI Y，et al.Retrotransposons of rice involved in mutations induced by tissue culture［J］.Proc Nat Acad Sci,1996,93（15）:7783－7788.

［21］ HIROCHIKA H.Activation of tobacco retrotransposons during tissue culture［J］.Embo J,1993,12（6）:2521－2528.

［22］ 楊海蕓.花葉矢竹葉色變異機理研究［D］.北京：北京林業(yè)大學，2015.

YANG Haiyun.Study on Mechanism of Leaf Color Variation of Pseudosasa japonica f.akebonosuji［D］.Beijing:Beijing Forestry University,2015.

［23］ DOMINGUES D S，CRUZ G M，METCALFE C J，et al.Analysis of plant LTR-retrotransposons at the fine-scale family level reveals individual molecular patterns［J］.BMC Gen,2012,13（4）:1－14.

［24］ GRANDBASTIEN M A.Activation of plant retrotransposons under stress conditions［J］.Trends Plant Sci,1998,3（5）:181－187.

［25］ 胡志昂，姜國強，鄧馨，等.野大豆種群轉(zhuǎn)座子和轉(zhuǎn)錄因子的多樣性和分子適應(yīng)［J］.植物生態(tài)學報，2007，31（5）：952－959.

HU Zhiang,JIANG Guoqiang,DENG Xin,et al.Molecular adaptation through diversity of retrotransposons and transcriptional factors in populations of wild soybean（Glycine soja）［J］.J Plant Ecol,2007,31（5）：952－959.

Transposons expression analysis of transcriptome in Pseudosasa japonica f.akebonosuji

AN Miaomiao,LIU Jing,LI Yuan,ZHOU Mingbing
（The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China）

To study the super-family,abundance,and expression patterns of transposons in Pseudosasa japonica f.akebonosuji,transcriptome data from 10 kinds of different colors and different leaf developmental stages were assembled.Transposons were identified by Protein-based RepeatMasking.Then a comparison analysis of transposons for the five corresponding developmental stages of green leaves and albino leaves was conducted.Results showed many different super-families of transposons in transcriptome with more RNA （74.06%）than DNA（23.36%）transposons and with LTR/Copia transposons（25.38%）the most abundant for all super-families.Among the five developmental stages of green leaves,the fifth developmental stage had the most high-level expressed transposons（49.48%）.Also,among the five developmental stages of albino leaves,the first developmental stage had the most high-level expressed transposons.The comparison analysis of the five corresponding developmental stages of green and albino leaves showed more high-level expressed transposons in albino leaves（55.14%）.Thus,in green leaves of P.japonica f.akebonosuji,transposons could be involved with leaf maturation;also to lay a foundation for whether transposons regulate leaf color variation,the green and albino leaf comparison revealed that transposons could influence leaf color variation with high expression of transposons due to stress from abnormal photosynthesis.［Ch,3 fig.3 tab.25 ref.］

botany;Pseudosasa japonica f.akebonosuji;transposons;expression patterns

S722.3

A

2095-0756（2016）06-0935-09

2015-12-23;

2016-01-24

國家自然科學基金資助項目（31170565，31270645，31470615）；浙江自然科學基金杰出青年基金資助項目（LR12C16001）

安苗苗，從事竹類植物基因組進化研究。E-mail:anmiaomiao0109@163.com。通信作者：周明兵，副教授，博士，從事竹類植物基因組進化研究。E-mail:zhoumingbing@zafu.edu.cn

10.11833/j.issn.2095-0756.2016.06.003