iPlants，专注植物最前沿。更多前沿研究，请关注我们！
2019年1月3日，Nature Communications杂志在线发表了来自法国Université de Perpignan Via Domitia的Olivier Panaud课题组题为“Retrotranspositional landscape of Asian rice revealed by 3000 genomes”的研究论文。该研究开发了专门用于检测基因组中转座子插入多态性（TIP）的软件TRACKPOSON。并在最近发布的3000个水稻品种的基因组序列中鉴定超过50,000个TIPs, 揭示了水稻中转座子的逆转录组的一些特征，提供了物种水平的遗传多样性。
TE长期以来被认为是无用的甚至是有害的，但最近的研究证据表明，它们可能对生物体有益，并且在某些情况下，它们随着宿主基因组在各种真核生物谱系中被驯化，从而产生新的生物性状。随着新的测序技术的出现以及许多生物（甚至种群）的基因组资源的可用性，这一过程中涉及的分子机制开始被揭示。 但是自然群体水平上TE动态变化的分子机制仍然不清楚。一方面，比较基因组研究表明，TEs对基因组多样化有显著的贡献，这表明TE插入多态性（TIPs）在自然群体中可作为适应性变异的来源。另一方面，表观遗传学研究表明，在植物中通过转录和转录后途径严格控制转座，这就带来了自然条件下激活转座条件和自然群体中转座的实际动态调控问题。
水稻（Oryza sativa）具有高质量的基于物理图谱的基因组装配，其中TE已被注释。水稻基因组中包含I类和II类中数百种TE种类。其中LTR反转录转座子构成水稻转座组的最大部分。水稻基因组包含约300个LTR反转录转座子家族，每个家族的拷贝数不同。加上水稻多个品种的基因组公布，提供了研究基因组动力学的机会。
该研究首次开发了TRACKPOSON软件，用来检测群体基因组中的转座子插入多态性（TIP），作为从非常大的基因组数据中发现已知TE家族的转座活性的快速工具。通过重测序Mutha Samba::IRGC 49924–2水稻品种，验证了该方法的有效性。方法如下图：
图1. TRACKPOSON 方法过程
之后，该研究检测了之前我国在2018年发表的3000多分水稻基因组的数据（点击详细查看Nature|历经7年，全球合作，3000多份水稻测序，推动中国水稻领域跨越式发展）中32个反转录转座子家族的TIP，总共鉴定超过50,000个TIPs。通过分析TIPs所在的位置，显示基因组的任何区域都有TIPs，表明逆转录有助于所有染色体的基因组多样性（如下图）。进一步研究表明大多数转座子的TIPs的发生频率非常低，暗示着表明这些TIPs可能发生在驯化后的农业生产中产生。
接下来，未来确认转座子的激活是否在农业中由于培育中涉及沉默途径的关键基因突变而激活，或者通过外部刺激改变基因组的表观遗传特征激活。研究通过全基因组关联研究表明，水稻中的这些激活可能是由外部刺激引发的，而不是由转座因子沉默途径中基因的突变而改变的。同时，该研究利用TIPs数据集用于追踪水稻驯化的起源。 研究表明籼稻，粳稻和Aus/Boro起源于三个不同的驯化事件（如下图）。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07974-5
分享是一种美德，点好看或转到朋友圈和别人一起分享吧！
微信加群
iPlants组建了6个植物科学研究交流群，汇聚了一批全球各地的从事植物科学研究的研究生和PI。欢迎从事植物科学相关研究的同学和老师加入我们，一起讨论学术和梦想。温馨提示：进群请备注一下（格式如学校+专业+姓名，如果是PI/教授，请注明是PI/教授/副教授/副研究员/博后，否则就直接默认为在读研究生，谢谢）。加小编微信号时请注明学校和专业，长按下面二维码，添加小编，之后再进群，非诚勿扰。
iPlants，专注植物最前沿。更多植物前沿研究，请长按上方二位码关注我们！
投稿、商务合作、转载开白名单等事宜请联系微信：18321328797 或邮箱：[email protected]
