胡冰杰，周明兵,2

1 浙江農(nóng)林大學(xué) 省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 311300

2 浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江省竹資源與高效利用協(xié)同中心，浙江 杭州 311300

轉(zhuǎn)座子 (Transposons) 是染色體中一段可以跳躍的 DNA序列，可以從基因組的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，引起基因組的改變甚至染色體結(jié)構(gòu)的變異等[1]。根據(jù)轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機(jī)制不同，可將轉(zhuǎn)座子分為兩大類：RNA類轉(zhuǎn)座子和 DNA類轉(zhuǎn)座子。RNA類轉(zhuǎn)座子又稱反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，該類轉(zhuǎn)座子先是轉(zhuǎn)錄成 RNA，然后再通過(guò)反轉(zhuǎn)錄成 DNA轉(zhuǎn)座到其他位置，整個(gè)過(guò)程以“DNARNA-DNA”的形式完成轉(zhuǎn)座，所以RNA類轉(zhuǎn)座子是以“復(fù)制-粘貼”的方式轉(zhuǎn)座。RNA類轉(zhuǎn)座子每次轉(zhuǎn)座，其拷貝數(shù)都會(huì)相應(yīng)增加，一般比 DNA類轉(zhuǎn)座子的拷貝數(shù)要高[2]。而DNA類轉(zhuǎn)座子是通過(guò)“DNA-DNA”的“剪切-粘貼”的形式轉(zhuǎn)座，是在轉(zhuǎn)座酶的作用下，從一個(gè)位置剪切下來(lái)，插入到另一個(gè)位置[3]。

DNA轉(zhuǎn)座子根據(jù)能否發(fā)生自主轉(zhuǎn)座又可分為自主轉(zhuǎn)座子和非自主轉(zhuǎn)座子。自主轉(zhuǎn)座子由于其結(jié)構(gòu)完整，具有編碼完整轉(zhuǎn)座酶的能力，所編碼的轉(zhuǎn)座酶可以促使自身發(fā)生轉(zhuǎn)座；而非自主轉(zhuǎn)座子與自主轉(zhuǎn)座子相比，其內(nèi)部的轉(zhuǎn)座酶編碼序列有所缺失，不能編碼轉(zhuǎn)座酶，必須依靠相應(yīng)的自主轉(zhuǎn)座子編碼的轉(zhuǎn)座酶作用才能轉(zhuǎn)座。

微型顛倒重復(fù)轉(zhuǎn)座元件 (Miniature inverted repeattransposable elements，MITEs) 是比較特殊的非自主轉(zhuǎn)座子，其結(jié)構(gòu)類似于一般的非自主轉(zhuǎn)座子，但是片段長(zhǎng)度要小得多，一般長(zhǎng)度在100–800 bp范圍。另外，與一般的非自主轉(zhuǎn)座元件相比，大多數(shù) MITEs家族在基因組中具有相當(dāng)大的拷貝數(shù)，多達(dá)上千甚至上萬(wàn)[4]，例如，在玉米Zea mays中發(fā)現(xiàn)mPIF的拷貝數(shù)達(dá)到6 000多個(gè)拷貝[5]，在水稻Oryza sativa基因組有90 000多個(gè)MITEs，占水稻轉(zhuǎn)座子 75%以上[6]。此外，MITEs的 A/T含量較高，可以形成穩(wěn)定的發(fā)夾式二級(jí)結(jié)構(gòu)，且兩端具有高度保守的反向重復(fù)序列 (Terminal inverted repeats，TIR，轉(zhuǎn)座酶的識(shí)別位點(diǎn)) 和2–11 bp靶位點(diǎn)重復(fù)序列 (Target site duplications，TSD，轉(zhuǎn)座酶識(shí)別位點(diǎn))，傾向于插入基因內(nèi)部或附近。MITEs兩端的TIR可以形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠轉(zhuǎn)錄加工成3種內(nèi)源小RNA，包括miRNA、endo-siRNA和piRNA (PIWI-interacting RNA)[7-8]。這些來(lái)源于轉(zhuǎn)座子的小RNA除了在抑制宿主轉(zhuǎn)座子跳躍、維持基因組的生態(tài)環(huán)境發(fā)揮重要作用外，還調(diào)控著眾多宿主基因的表達(dá)[9]，如來(lái)源于兩個(gè)MITEs的水稻siRNA441和siRNA446除了參與MITEs轉(zhuǎn)座活性的調(diào)控外，還參與了水稻對(duì)脫落酸信號(hào)和非生物脅迫的響應(yīng)[10]。

目前已發(fā)現(xiàn)上百個(gè)不同的MITEs家族，根據(jù)MITEs兩端的TIR和TSD特性，可將MITEs歸為Stowaway類 (TSD：TA) 和Tourist類 (TSD：TAA或TTA) 兩個(gè)大家族以及其他若干個(gè)小家族(如CACTA、MUDR等家族)[11]。MITEs的插入可以通過(guò)多種形式調(diào)控附近的基因表達(dá)，比如插入使基因失活，為基因提供順式調(diào)控元件，引起基因的可變剪接，提供反義RNA或小RNA等[12]，這些調(diào)控在遺傳和表觀兩個(gè)層次都能發(fā)揮作用，因此活性MITEs越來(lái)越受研究者重視，以期利用活性MITEs開發(fā)基因標(biāo)簽，為大規(guī)模研究基因功能和構(gòu)建飽和突變體庫(kù)提供新的工具。本文系統(tǒng)收集了目前已鑒定活性 MITEs，總結(jié)了活性MITEs的結(jié)構(gòu) (TIR和TSD)、拷貝數(shù)、進(jìn)化模式以及轉(zhuǎn)座特性，為鑒定其他活性 MITEs以及MITEs轉(zhuǎn)座和擴(kuò)增機(jī)制的研究奠定基礎(chǔ)。

1 MITEs的發(fā)現(xiàn)及其在植物基因組中的分布

1992年，Bureau等[13]在研究玉米wx-B2基因的插入突變分析中發(fā)現(xiàn)一個(gè) 128 bp的短片段元件，該元件在基因組中分布非常廣，分析其序列發(fā)現(xiàn)該元件具有14 bp的TIR (5′-GGCCTTGTTC GGTT-3′) 以及 3 bp 的 TSD (TAA/TTA) 保守序列，與其他帶有TIR的轉(zhuǎn)座子相比無(wú)序列相似性，且該家族元件的拷貝數(shù)非常豐富，因此將該類轉(zhuǎn)座子另外命名為 Tourist家族轉(zhuǎn)座子。隨后在Tourist家族轉(zhuǎn)座子的基礎(chǔ)上，Bureau[11]又在一些草本植物的基因組中發(fā)現(xiàn)另一類轉(zhuǎn)座子，其TSD序列為 TA，將其命名為 Stowaway轉(zhuǎn)座子，與Tourist轉(zhuǎn)座子共同稱為MITEs元件，自此，人們開始了對(duì)MITEs的研究之路。

20世紀(jì) 90年代中期，隨著基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，MITEs家族種類有暴發(fā)式的增長(zhǎng)，人們根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的MITEs的一些基本特征，研發(fā)出可以在基因組中鑒定出 MITEs的計(jì)算工具，如RSPB[6]、FINDMITEs[14]、MUST[15]等，可以通過(guò)TIR、TSD等特征結(jié)構(gòu)，直接在基因組中搜索發(fā)現(xiàn)不同種類的MITEs。這些計(jì)算工具的出現(xiàn)，相比于過(guò)去通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢索驗(yàn)證MITEs，大大地方便了研究人員對(duì)MITEs的檢索。但是由于技術(shù)不成熟，這些工具鑒定出的MITEs假陽(yáng)性率很高。為了降低其假陽(yáng)性率，MITE-Hunter[16]和 MITE Digger[17]相繼被開發(fā)出來(lái)，可以在全基因組中從頭探測(cè)，特別是MITE Digger，其假陽(yáng)性最低，并且速度快，是目前應(yīng)用最為廣泛的 MITEs搜索工具。以水稻基因組中MITEs家族為例，MITE-Hunter的假陽(yáng)性率為4.4%–8.3%，F(xiàn)INDMITE為85%，MUST為86%，而MITE Digger的假陽(yáng)性率最低，僅有1.8%，并且搜索時(shí)間明顯比前幾種方法短。Ye等[18]基于MATLAB采用新穎的數(shù)值計(jì)算的方法，開發(fā)出一個(gè)新的程序——detect MITE，將其與MITE-Hunter、MITE Digger和RSPB的工作效率進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)detect MITE的工作效率是最高的，盡管RSPB搜索出的MITEs序列最多，但大部分都不完整。

根據(jù)已報(bào)道的一些物種基因組中的MITEs含量，發(fā)現(xiàn)雖然MITEs在植物基因組中含量豐富，但在不同的植物基因組中，MITEs的含量差異較大 (圖1)，例如比較水稻與玉米的MITEs含量，玉米的基因組是水稻的7.6倍，但是其MITEs的含量卻不到水稻的一半。

圖1 不同物種基因組大小與其已報(bào)道的MITEs含量的關(guān)系[19]Fig.1 The relationship between the genomic size of different species and the reported MITEs content[19].

此外，比較一些物種的基因組與其報(bào)道的MITEs含量關(guān)系，發(fā)現(xiàn)MITEs的含量與物種基因組大小無(wú)明顯的線性關(guān)系，如水稻的基因組比高粱Sorghum bicolrL.小近一倍，但是其報(bào)道的MITEs的含量卻比高粱的多出很多 (圖1)。其次，在親緣關(guān)系較近的物種中，其拷貝數(shù)也存在較大的差異，如深山南芥Arabidopsis lyrataL.中的MITEs數(shù)量大約比擬南芥Arabidopsis thalianaL.多4倍。同樣地，西瓜Citrullus lanatusL.中的MITEs數(shù)量大約是甜瓜Cucumis meloL.的7倍[20]。

對(duì)MITEs插入位點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)大部分MITEs傾向插入到基因附近，也有一部分插入到內(nèi)含子或者非翻譯區(qū)[21]。如在水稻基因組有90 000個(gè)MITEs，占水稻轉(zhuǎn)座子75%以上[6]，其中有8.2%位于基因內(nèi)部，81.2%位于基因上游和下游2 kb以內(nèi)區(qū)域[21]。

2 MITEs的擴(kuò)增機(jī)制

MITEs和非自主轉(zhuǎn)座子一樣，是缺失編碼完整轉(zhuǎn)座酶序列的轉(zhuǎn)座子，不能自主轉(zhuǎn)座，但是相比非自主轉(zhuǎn)座子，MITEs在基因組中的拷貝數(shù)卻比非自主轉(zhuǎn)座子要高得多，引起了眾多研究者對(duì)其擴(kuò)增機(jī)制進(jìn)行探究。有研究者提出“刪除論”：一些自主的 DNA轉(zhuǎn)座子通過(guò)內(nèi)部不斷刪減，保留了自主轉(zhuǎn)座元件的TSD、TIR序列以及中間殘留部分，最終形成了幾百bp大小的MITEs，這些被刪減的序列可能就是編碼轉(zhuǎn)座酶的序列片段，而保留的部分可能含有可被轉(zhuǎn)座酶識(shí)別的序列，使編碼的轉(zhuǎn)座酶可以識(shí)別對(duì)應(yīng)的MITEs，從而誘導(dǎo)MITEs發(fā)生轉(zhuǎn)座[22]。2003年，F(xiàn)eschotte等[23]研究發(fā)現(xiàn)，水稻中Mariner-like elements (MLE)自主轉(zhuǎn)座子與Stowaway-like MITEs的TIR和TSD序列高度一致，推測(cè)MLE編碼的轉(zhuǎn)座酶可能會(huì)催化Stowaway-like MITEs發(fā)生轉(zhuǎn)座。2009年，Yang等[24]通過(guò)在體外構(gòu)建的 MLE轉(zhuǎn)座酶序列，在酵母Saccharomyces cerevisiae體內(nèi)催化 Stowaway-like MITEs轉(zhuǎn)座，更進(jìn)一步明確了MLE和Stowaway-like MITEs之間的關(guān)系。由此推測(cè)MLE在物種進(jìn)化過(guò)程中，由于內(nèi)部編碼轉(zhuǎn)座酶序列不斷刪減，最后成為了缺失編碼全部轉(zhuǎn)座酶序列的 Stowaway-like MITEs。另一例子是mPing，mPing是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的具有轉(zhuǎn)座活性的Tourist-like家族的MITEs轉(zhuǎn)座子[25-26]，Yang等[27]又發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)自主DNA轉(zhuǎn)座子 Ping和 Pong，這兩個(gè)自主轉(zhuǎn)座子的末端與發(fā)現(xiàn)的mPing具有很高的同源性，這說(shuō)明了mPing很有可能是Ping和Pong內(nèi)部刪減的結(jié)果。通過(guò)擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化體系，證實(shí)了Pong自主轉(zhuǎn)座子編碼的轉(zhuǎn)座酶可以促使mPing轉(zhuǎn)座子發(fā)生轉(zhuǎn)座。這些結(jié)果都驗(yàn)證了他們之前所提出的“刪除論”。

3 活性MITEs發(fā)現(xiàn)與鑒定

目前在已發(fā)現(xiàn)的具有轉(zhuǎn)座活性的 MITEs中(表 1)，種類最多的是 Tourist-like家族，有 mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和 PhTst-3；另外還有屬于Stowaway-like家族的dTstu1和MITE-39以及屬于Mutator家族的AhMITE1。

表1 活性MITEs特征Table 1 Features of active MITEs

3.1 Tourist-like家族活性 MITEs的發(fā)現(xiàn)與鑒定

3.1.1 mPing

水稻作為單子葉植物中的典型模式植物，其參考基因組序列較為完善。通過(guò)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，雖然水稻基因組僅有 430 Mb，但 MITEs含量非常高，并且種類豐富，幾乎涵蓋了所有類型的MITEs，因此被認(rèn)為是適合研究MITEs轉(zhuǎn)座子的模式材料[34-35]。對(duì)于這一現(xiàn)象，有研究者推出一個(gè)“cross-mobilization”的假說(shuō)，認(rèn)為 MITEs的起源和擴(kuò)增發(fā)生在不同的時(shí)間段，MITEs最早起源是由于早期的自主轉(zhuǎn)座子經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的內(nèi)部刪除，經(jīng)完全刪除轉(zhuǎn)座酶編碼序列后，只剩下 TIR和TSD序列以及不編碼的小片段，再經(jīng)過(guò)后面一些“年輕的”自主轉(zhuǎn)座子編碼的轉(zhuǎn)座酶作用下發(fā)生轉(zhuǎn)座并發(fā)生擴(kuò)增，并隨著時(shí)間的積累，擴(kuò)增的MITEs也不斷積累，從而出現(xiàn)富集的現(xiàn)象[23]。

2003年，在研究γ射線誘導(dǎo)水稻穎葉表型突變的過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò) γ輻射后，在水稻的Rurm 1基因中有一個(gè)MITE片段發(fā)生了跳躍，這是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)座活性的MITE轉(zhuǎn)座子，遂將其命名為 mPing。比較并分析突變后的水稻與野生型水稻的Rurm 1基因，mPing插入到Rurm 1基因的第4個(gè)內(nèi)含子中，從而改變了Rurm 1基因的表達(dá)，導(dǎo)致水稻穎葉比野生型的更加細(xì)長(zhǎng)[25]，并且mPing的拷貝數(shù)也會(huì)明顯增加[36-37]。同年，另兩個(gè)研究發(fā)現(xiàn)，mPing在水稻花藥組織培養(yǎng)過(guò)程中亦可以被激活并發(fā)生轉(zhuǎn)座[26]。mPing除了在 Ping轉(zhuǎn)座元件編碼的轉(zhuǎn)座酶催化下發(fā)生轉(zhuǎn)座外，也會(huì)在Pong的轉(zhuǎn)座酶作用下被激活[34]。2013年，有研究發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有外界脅迫因素的情況下，當(dāng)編碼泛素蛋白的基因被沉默后，mPing的轉(zhuǎn)座活性會(huì)提高[38]。上述研究表明，mPing是一個(gè)仍然具有轉(zhuǎn)座活性的MITEs，并且能在花藥組培或輻射等脅迫條件下被激活轉(zhuǎn)座，而當(dāng)泛素蛋白被沉默時(shí)，其轉(zhuǎn)座頻率會(huì)增加。

分析mPing的序列發(fā)現(xiàn)，其序列有430 bp，包括 15 bp 的 TIR (5′-GGCCAGTCACAATGG-3′)和3 bp的TSD (TTA或TAA)，因此該MITE家族屬于Tourist類轉(zhuǎn)座子。在之后的研究中，研究人員通過(guò)同源性比較搜索，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)自主 DNA轉(zhuǎn)座子Ping和Pong的末端與mPing具有很高的同源性。mPing的TSD和TIR序列與Ping一樣，除了mPing缺失了Ping元件中的兩個(gè)ORFs外，其他序列幾乎一致，推測(cè)mPing很可能是Ping自主轉(zhuǎn)座元件長(zhǎng)期不斷的內(nèi)部刪除的結(jié)果。通過(guò)擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化體系，證實(shí)了Pong與Ping兩個(gè)自主轉(zhuǎn)座子編碼的轉(zhuǎn)座酶可以促使mPing轉(zhuǎn)座子發(fā)生轉(zhuǎn)座[27,39]。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，mPing序列有96個(gè)調(diào)控保守區(qū)，其中有 1/3與環(huán)境脅迫有關(guān)，對(duì)附近基因表達(dá)調(diào)控起著重要作用。mPing在基因組的分布廣泛，使水稻395個(gè)基因具有受冷害、高鹽和干旱條件誘導(dǎo)表達(dá)的特性[37]。當(dāng)mPing插入轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游1–5 kb范圍內(nèi)，會(huì)上調(diào)下游基因的表達(dá)；但是當(dāng)mPing插入到外顯子中，則會(huì)下調(diào)下游基因的表達(dá)；當(dāng)mPing插入到啟動(dòng)子區(qū)，會(huì)影響順式作用元件和反式作用元件的相互作用，繼而影響下游基因的表達(dá)[40]。這些結(jié)果表明，mPing的插入為轉(zhuǎn)錄因子或其他轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白提供一個(gè)新的結(jié)合位點(diǎn)，從而影響下游基因的表達(dá)豐度。

3.1.2 mGing

Gaijin-like MITEs屬于Tourist家族，最早于1996年在水稻基因組中發(fā)現(xiàn)[41]，但是當(dāng)時(shí)對(duì)Gaijin的研究結(jié)果僅僅是在水稻基因組中鑒定出5個(gè)不同位點(diǎn)的Gaijin-like MITEs的插入，并對(duì)這幾個(gè)Gaijin元件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分析，之后并沒(méi)有繼續(xù)深入研究該家族的其他方面 (如轉(zhuǎn)座活性、功能等)。2012 年，Dong 等[28]在水稻 PLRRP(Putative leucine-rich repeat protein) 基因中鑒定出一個(gè)新的Gaijin-like MITEs——mGing，這也是繼 mPing之后第二個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)座活性的Touris類轉(zhuǎn)座子。該類MITEs大小只有146 bp，包括 8 bp的 TIR (GTTTAGTT) 和 3 bp的 TSD(TAA或TTA) 序列，并且如其他 Tourist類轉(zhuǎn)座子一樣，傾向于插入富含 AT區(qū)。以 146 bp的mGing元件作為 query序列，在水稻全基因組中比對(duì)，發(fā)現(xiàn)其拷貝數(shù)達(dá)上千，然而在擬南芥基因組中尚未發(fā)現(xiàn)該家族元件。為鑒定mGing是否具有轉(zhuǎn)座活性，選取同一株水稻種子，用不同劑量的 γ射線處理水稻種子并培育，對(duì)不同處理的水稻基因組做轉(zhuǎn)座子顯示技術(shù) (Transposon display，TD)，發(fā)現(xiàn)500 gy處理的水稻基因組出現(xiàn)多處多態(tài)性條帶，而未輻射和300 gy劑量的水稻條帶均一，并與已報(bào)道的Gaijin-like MITEs為對(duì)照，均未表現(xiàn)出多態(tài)性，排除了基因重組、基因重排等假陽(yáng)性，說(shuō)明 500 gy處理后的水稻基因組中，mGing可能發(fā)生轉(zhuǎn)座。通過(guò) PCR技術(shù)擴(kuò)增含mGing的片段并測(cè)序，發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)mGing的側(cè)翼序列在數(shù)據(jù)庫(kù)中并未與mGing相連，這也確定了mGing在水稻種子經(jīng)過(guò)輻射處理后的確發(fā)生了轉(zhuǎn)座。另外，比較了mGing轉(zhuǎn)座前后的位置序列，均發(fā)現(xiàn)隨著mGing的剪切或插入，其側(cè)翼序列都有部分堿基改變，或者有小片段插入。

3.1.3 PhTourist1

2015年，胡慧等利用已知 mPing的特點(diǎn)(TSD和TIR序列結(jié)構(gòu)等)，通過(guò)transpo[42]在毛竹Phyllostachys edulisC.基因組中鑒定出 30個(gè)mPing-like的MITEs——PhTourist1，比對(duì)該30條序列發(fā)現(xiàn)，其 TIR序列是 GGCCAGTCTCAATG，共 14 bp，與 mPing的 TIR (GGCCAGTCACAA TGG) 序列相比 (表 1) 少一個(gè)堿基 (GGCCAGT CACAATGG)，并且伴有一個(gè)堿基不同。比較PhTourist1家族轉(zhuǎn)座子的側(cè)翼序列發(fā)現(xiàn)，其 TSD序列為 TWA (W=A/T)，以及插入偏好序列為(C/T)T(C/A)T(T/A)A(G/T)A(A/C)。通過(guò)PCR擴(kuò)增及測(cè)序發(fā)現(xiàn)，30個(gè)PhTourist1的MITEs序列及其側(cè)翼序列均符合毛竹基因組序列，但是在這30個(gè)MITEs中，有一個(gè)PhTourist1-3發(fā)現(xiàn)具有多態(tài)性，證明了在毛竹實(shí)生苗生長(zhǎng)過(guò)程中 PhTourist1發(fā)生了轉(zhuǎn)座，對(duì) PhTourist1-3轉(zhuǎn)座足跡分析發(fā)現(xiàn)，PhTourist1-3幾乎精確切除，僅在5′端缺失1個(gè)堿基。這是首次在毛竹基因組中發(fā)現(xiàn)并被鑒定出具有活性的 Tourist-like的 MITEs。通過(guò)定量 PCR驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該位點(diǎn) PhTourist1-3轉(zhuǎn)座缺失后，其下游基因的表達(dá)較缺失前明顯增加。因?yàn)樗x取的材料是來(lái)自同一棵毛竹的半同胞實(shí)生苗，并且種植環(huán)境相同且適宜，胡慧等推測(cè) PhTourist1的活性轉(zhuǎn)座可能不是由于外界壓力激活的，很有可能是在種子發(fā)芽的過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)座，也有可能是在授粉過(guò)程中，由于授粉的父本毛竹不同而導(dǎo)致的。PhTourist1的插入很有可能是改變了順?lè)词阶饔迷淖饔?，從而抑制了下游基因的表達(dá)，當(dāng) PhTourist1轉(zhuǎn)座切除后，下游基因的表達(dá)量明顯增加[29]。

3.1.4 TMi1

駱紅梅等[30]在煙草Nicotiana tabacumL.中發(fā)現(xiàn)一個(gè)具有轉(zhuǎn)座活性的MITEs——TMi1，這也是首次在煙草基因組中發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)座活性的 MITEs。TMi1的TSD序列為TAT/TAA，屬于Tourist-like家族轉(zhuǎn)座子，其序列長(zhǎng)度在306–336 bp不等，TIR序列為 GGGGTCGTTT，共 17 bp。該研究利用TD技術(shù)初步評(píng)估出TMi1家族在若干個(gè)不同品種的煙草中存在著明顯的多態(tài)性，初步判斷煙草TMi1家族的MITEs可能仍具有轉(zhuǎn)座活性；將具有擴(kuò)增差異的條帶膠回收并測(cè)序，分析測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，回收的條帶大部分都是帶有 TMi1元件的序列，隨后利用Blastn將上述測(cè)序結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列比對(duì)，發(fā)現(xiàn)部分測(cè)序結(jié)果中的序列多出TMi1元件，這些結(jié)果說(shuō)明TMi1家族在若干個(gè)不同煙草品種間發(fā)生了跳躍，推測(cè)煙草中 TMi1家族轉(zhuǎn)座元件目前仍具有轉(zhuǎn)座活性。

3.1.5 PhTst-3

隨著毛竹的基因組測(cè)序的完成，我們?cè)诿窕蚪M中鑒定出489 592個(gè)MITEs，分別可以歸納為 362個(gè)家族，占據(jù)毛竹全基因組的 4.74%。根據(jù)這些MITEs的TIR和TSD序列的保守性，可將其分成 6個(gè)超家族，分別是 Stowaway-like MITEs、hAT-like MITEs、Tourist-like MITEs、Mutator-like MITEs和CACTA-like MITEs，而對(duì)于一些TIR或TSD序列特征不明顯的MITE暫時(shí)歸為未知超家族類別[43]。在對(duì)毛竹基因組中的MITEs家族進(jìn)化、插入時(shí)間、分布等分析之后，我們進(jìn)一步對(duì)MITEs的轉(zhuǎn)座活性以及轉(zhuǎn)座后對(duì)附近基因的影響進(jìn)行研究，在胡慧等[29]研究發(fā)現(xiàn)PhTourist1家族具有轉(zhuǎn)座活性之后，又先后在毛竹基因組中鑒定了兩個(gè)具有轉(zhuǎn)座活性的 Tourist-like和Stowaway-like MITEs。陳昂[31]在不同毛竹實(shí)生苗中，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)MITE在PH01002699G0010基因的第6個(gè)內(nèi)含子中存在插入多態(tài)性，初步判斷該類MITEs具有轉(zhuǎn)座活性。通過(guò)生物信息學(xué)的方法，分析發(fā)現(xiàn)該類MITEs在毛竹基因組中具有94個(gè)拷貝，全長(zhǎng)295 bp，其TIR序列為GGGCATGTACA，TSD序列為TTA，屬于Tourist-like MITEs，命名為PhTst-3。通過(guò)熒光定量PCR發(fā)現(xiàn)，與含有PhTst-3插入的基因相比，未插入的 PH01002699G0010基因的表達(dá)量明顯有所上升，表明PhTst-3插入內(nèi)含子的作用相當(dāng)于一個(gè)沉默子，下調(diào)了基因的表達(dá)。

3.1.6 Tourist-like家族活性MITEs進(jìn)化模式分析

將 mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1 和 PhTst-3共 5個(gè) Tourist-like家族的 MITE序列與 Ping和Pong序列通過(guò) DNAMAN比對(duì) (圖 2A)，發(fā)現(xiàn)除了Tmi1家族MITE的TSD序列為TAW (T/A)，其余幾個(gè)家族的TSD均為TW (A/T)A。Tmi1家族MITEs的TIR序列也與其他MITEs的TIR差異明顯。Ping、Pong、mPing、PhTourist1的 TIR序列一致性較高，特別是mPing與Ping和Pong，除TIR序列一致以外，其內(nèi)部序列與Ping的內(nèi)部序列相似度很高。

為了進(jìn)一步分析 Tourist-like家族活性 MITEs的進(jìn)化特征，利用MEGA 6.0將Ping、Pong與活性Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 進(jìn)行聚類分析 (圖2B)，構(gòu)建ML進(jìn)化樹。結(jié)果顯示，PhTourist1、mPing與Ping和Pong親緣關(guān)系較近，推測(cè)PhTourist1、mPing與Ping和Pong轉(zhuǎn)座子可能來(lái)自同一祖先。而PhTst-3、TMi1和 mGing與前四者親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，說(shuō)明這 3個(gè)MITEs家族與前四者M(jìn)ITEs起源的祖先不一樣。

3.2 Stowaway-like家族活性MITEs的發(fā)現(xiàn)與鑒定

3.2.1 dTstu1

Yang等[24]通過(guò)將水稻中一個(gè) Stowaway-like的MITE序列和Mariner-like自主轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座酶編碼序列擴(kuò)增出來(lái)，分別構(gòu)建到表達(dá)載體中，共同轉(zhuǎn)化到酵母中，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該MITE在轉(zhuǎn)座酶的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)座，整合到酵母基因組中。然而這只是通過(guò)體外試驗(yàn)間接說(shuō)明了 Stowaway類的MITEs有轉(zhuǎn)座活性，并未在植物基因組中證實(shí)。次年，研究人員在馬鈴薯Solanum tuberosumL.表皮顏色變化的研究中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的具有轉(zhuǎn)座活性的 MITE，其在不同品種的馬鈴薯中存在插入多態(tài)性[44]，將其命名為dTstu1。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，dTstu1序列有239 bp，其中A/T含量是67%，兩端 TIR序列為 CTCCCTCYGTC，TSD序列與Stowaway類轉(zhuǎn)座子的序列一致，為TA序列[11]。這是第一次在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)座活性的Stowaway-like家族的MITEs。

圖2 活性 Tourist-like MITEs與 Ping和 Pong的進(jìn)化關(guān)系.(A) 活性 Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 與Ping和Pong的TSD與TIR比對(duì)圖 (紅框：TSDs；藍(lán)框：TIRs；綠框：省略的部分序列).(B) 活性Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 與Ping和Pong轉(zhuǎn)座子的聚類分析Fig.2 Evolution of active Tourist-like MITEs, Ping and Pong.(A) The comparison of TSD and TIR of active Tourist-like MITEs (mPing, mGing, PhTourist1, Tmi1 and PhTst-3) with Ping and Pong (Red frame: TSDs; blue frame:TIRs; green frame: partially omitted sequence).(B) Clustering analysis of Tourist-like MITEs (mPing, mGing,PhTourist1 Tmi1 and PhTst-3), Ping and Pong.

隨后，為了研究dTstu1對(duì)馬鈴薯表皮顏色變化的調(diào)控機(jī)制，Momose等從三倍體栽培品種72218 (塊莖表皮為紅色) 的葉子上獲取原生質(zhì)體，通過(guò)體外細(xì)胞培養(yǎng)獲得其組培苗[45]。三倍體栽培的72218品種和組培苗JKR品種的基因組中存在 F3’5’H 基因，該基因的第一個(gè)外顯子中有dTstu1插入，該 MITE的插入導(dǎo)致一個(gè)終止子(GTA) 編碼，產(chǎn)生一個(gè)只有 24個(gè)氨基酸的截短體蛋白；而在組培苗 JKP品種的該基因位置，dTstu1發(fā)生缺失，使得缺失 dTstu1的 F3’5’H基因編碼一個(gè)含510個(gè)氨基酸的完整蛋白[46]。dTstu1的跳躍導(dǎo)致F3’5’H基因合成不同的蛋白，致使后期塊莖表皮細(xì)胞中二氫山奈酚中羥基基團(tuán)數(shù)不同，合成的花青素也不一樣：72218品種和 JKR品種的二氫山奈酚合成天竺葵色素，使塊莖表皮表現(xiàn)為紅色；而JKP品種塊莖表皮細(xì)胞中二氫山奈酚比另兩個(gè)品種中的多出兩個(gè)羥基，合成牽?；ㄉ兀憩F(xiàn)為塊莖紫色。整個(gè)研究過(guò)程表明雙子葉植物中存在著具有活性的 Stowaway類轉(zhuǎn)座子，并且該MITE的插入和缺失會(huì)導(dǎo)致下游基因的表達(dá)，改變表型。

3.2.2 MITE-39

周倩倩[32]通過(guò)RepeatMasker (www.reoeatmasker.org) 軟件，在毛竹基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索出啟動(dòng)子中的MITEs。根據(jù)搜索出的序列設(shè)計(jì)引物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證，在毛竹基因PH01003704G0280的啟動(dòng)子有一個(gè)MITE元件，該MITE在不同野生實(shí)生苗中存在插入多態(tài)性。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該MITE全長(zhǎng)260 bp，TIR為CTCCCTCCGTTCTTA AATA，TSD序列為 TA，屬于 Stowaway-like MITE，命名為 MITE-39。利用定量 PCR研究該MITE在啟動(dòng)子中的作用，發(fā)現(xiàn)當(dāng)該 MITE插入PH01003704G0280基因的上游啟動(dòng)子時(shí)，會(huì)下調(diào)該基因的表達(dá)量；而該MITE轉(zhuǎn)座離開后，該抑制會(huì)被解除，基因表達(dá)水平得以恢復(fù)。由于實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)生苗為半同胞苗，是同一母本但不一定是同一父本，而實(shí)生苗生長(zhǎng)環(huán)境均統(tǒng)一且適宜，作者推測(cè)認(rèn)為MITE-39的轉(zhuǎn)座可能是因?yàn)閬?lái)源的父本基因不同導(dǎo)致的。

3.3 其他MITE家族的活性轉(zhuǎn)座子

3.3.1 Mutator家族的AhMITE1

2004年，Patel等[33]在花生Arachis hypogaeaL.的脂肪酸合成研究中發(fā)現(xiàn)一類MITEs轉(zhuǎn)座子，發(fā)現(xiàn)當(dāng)這個(gè) MITE插入編碼合成脂肪酸的基因(ahFAD2B) 中，ahFAD2B基因發(fā)生突變，不能正常合成脂肪酸。比對(duì)該家族MITEs序列發(fā)現(xiàn)其含有25 bp的TIR和9 bp的TSD，既不屬于Stowaway家族也不屬于Tourist家族，而是屬于Mutator家族。2012年，Shirasawa等[47]對(duì)幾個(gè)花生品種中AhMITE1進(jìn)一步研究，首先從富含 MITEs的A.hypogaea花生品種的基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中比對(duì)獲取504條AhMITE1，大小在201–223 bp不等，平均GC 含量 30.1%。將 504條 AhMITE1的 5′和 3′端的9 bp的TSD序列與已報(bào)道的花生突變體中的AhMITE1的TSD比較，發(fā)現(xiàn)有286條AhMITE1的TSD與之前報(bào)道的完全匹配，而其余218條出現(xiàn)1到9 bp不等的錯(cuò)配，這218條序列有可能在TSD、TIR序列或轉(zhuǎn)座子內(nèi)部發(fā)生突變。

為了研究 AhMITE1的活性，取 4種花生品種 Nakateyutaka、YI-0311、Satonoka和 Kintoki的種子。取一部分Nakateyutaka種子，經(jīng)過(guò)γ射線處理后發(fā)苗，培育兩代，取第二代 M2葉子進(jìn)行PCR擴(kuò)增，與原4個(gè)花生品種的序列比對(duì)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)γ射線處理后，至少在AhTE0433、AhTE0426、AhTE0121三個(gè)位點(diǎn)的AhMITE1具有活性，發(fā)生轉(zhuǎn)座，并伴有一到兩個(gè)堿基插入或突變。

4 總結(jié)與展望

30年前，在轉(zhuǎn)座子發(fā)現(xiàn)初期，轉(zhuǎn)座子一直被認(rèn)為是沒(méi)有用的 DNA片段[48]，隨著人們對(duì)轉(zhuǎn)座子研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子的插入、切除和擴(kuò)增改變著基因組的結(jié)構(gòu)和大小，繼而影響了基因的表達(dá)，促使物種多樣性的形成[49]。而MITEs轉(zhuǎn)座子作為特殊的 DNA轉(zhuǎn)座子，由于其拷貝數(shù)高，插入多態(tài)性高，而受研究者青睞。本文總結(jié)了近幾年鑒定具有轉(zhuǎn)座活性的MITEs，發(fā)現(xiàn)已鑒定的活性MITEs大部分屬于Tourist家族。

目前已被報(bào)道具有轉(zhuǎn)座活性的 MITEs共有8個(gè)家族：包括水稻中的mPing、mGing兩個(gè)家族，毛竹中的 PhTourist1家族、PhTst-3和 MITE-39三個(gè)家族，還有煙草中的 TMi1家族、土豆中的dTstu1家族以及花生中的AhMITE1家族。本文匯集了近幾年來(lái)這些被發(fā)現(xiàn)并鑒定具有轉(zhuǎn)座活性的MITEs，總結(jié)了這些活性MITEs的TIRs、TSDs、插入偏好性等特性，以及這些活性MITEs轉(zhuǎn)座后對(duì)附近基因的影響，例如mPing影響水稻種子穎葉的長(zhǎng)細(xì)，dTstu1影響馬鈴薯表皮顏色調(diào)控基因，PhTst-3插入基因啟動(dòng)子下調(diào)下游基因的表達(dá)等，這些結(jié)果表明，MITEs的轉(zhuǎn)座很可能會(huì)調(diào)控附近植物基因表達(dá)，甚至可能影響植物的表型，對(duì)植物基因組結(jié)構(gòu)、進(jìn)化或植物物種進(jìn)化等有重要作用。

毛竹和水稻同屬于禾本科植物，是我國(guó)東南部地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)竹種，其基因組中含有豐富的MITEs[43]，在毛竹表觀遺傳學(xué)研究中有重要的意義。我們通過(guò)研究毛竹基因組中的活性MITEs，分析其轉(zhuǎn)座和擴(kuò)增機(jī)制。在胡慧等[29]發(fā)現(xiàn)并鑒定具有轉(zhuǎn)座活性的 PhTourist1后，陳昂[31]、周倩倩[32]先后分別發(fā)現(xiàn)了另外兩個(gè)具有轉(zhuǎn)座活性的MITEs家族PhTst-3和MITE-39，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)MITEs在基因的啟動(dòng)子區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)座跳躍，比較轉(zhuǎn)座前后該位置基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)這兩類MITEs的存在抑制沉默了下游基因的表達(dá)，而轉(zhuǎn)座后該抑制被解除，下游基因表達(dá)水平恢復(fù)。這些發(fā)現(xiàn)為后續(xù)更多毛竹活性MITEs的研究發(fā)現(xiàn)、鑒定以及功能分析等作了基礎(chǔ)性的鋪墊。

[1]McClintock B.Chromosome organization and genic expression.Cold Spring Harb Symp Quant Biol,1951, 16: 13–47.

[2]Wicker T, Keller B.Genome-wide comparative analysis ofcopiaretrotransposons in Triticeae, rice,andArabidopsisreveals conserved ancient evolutionary lineages and distinct dynamics of individualcopiafamilies.Genome Res, 2007, 17(7):1072–1081.

[3]Finnegan DJ.Eukaryotic transposable elements and genome evolution.Trends Genet, 1989, 5(4):103–107.

[4]Kidwell MG, Lisch D.Transposable elements as sources of variation in animals and plants.Proc Natl Acad Sci USA, 1997, 94(15): 7704–7711.

[5]Zhang XY, Feschotte C, Zhang Q, et al.Pinstability factor: an active maize transposon system associated with the amplification ofTourist-like MITEs and a new superfamily of transposases.Pro Natl Acad Sci USA, 2001, 98(22): 12572–12577.

[6]Jiang N, Feschotte C, Zhang XY, et al.Using rice to understand the origin and amplification of miniature inverted repeat transposable elements (MITEs).Curr Opin Plant Biol, 2004, 7(2): 115–119.

[7]Piriyapongsa J, Jordan IK.Dual coding of siRNAs and miRNAs by plant transposable elements.RNA,2008, 14(5): 814–821.

[8]Saito K, Siomi MC.Small RNA-mediated quiescence of transposable elements in animals.Develop Cell,2010, 19(5): 687–697.

[9]Blumenstiel JP. Evolutionary dynamics of transposable elements in a small RNA world.Trends Genet, 2011, 27(1): 23–31.

[10]Yan YS, Zhang YM, Yang K, et al.Small RNAs from MITE-derived stem-loop precursors regulate abscisic acid signaling and abiotic stress responses in rice.Plant J, 2011, 65(5): 820–828.

[11]Bureau TE, Wessler SR.Stowaway: a new family of inverted repeat elements associated with the genes of both monocotyledonous and dicotyledonous plants.Plant Cell, 1994, 6(6): 907–916.

[12]Kuang HH, Padmanabhan C, Li F, et al.Identification of miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs) and biogenesis of their siRNAs in the Solanaceae: new functional implications for MITEs.Genome Res, 2009, 19(1):42–56.

[13]Bureau TE, Wessler SR.Tourist: a large family of small inverted repeat elements frequently associated with maize genes.Plant Cell, 1992, 4(10):1283–1294.

[14]Nene V, Wortman JR, Lawson D, et al.Genome sequence ofAedes aegypti, a major arbovirus vector.Science, 2007, 316(5832): 1718–1723.

[15]Chen Y, Zhou FF, Li GJ, et al.MUST: a system for identification of miniature inverted-repeat transposable elements and applications toAnabaena variabilisandHaloquadratum walsbyi.Gene, 2009,436(1/2): 1–7.

[16]Han YJ, Wessler SR.MITE-Hunter: a program for discovering miniature inverted-repeat transposable elements from genomic sequences.Nucleic Acids Res, 2010, 38(22): e199.

[17]Yang GJ.MITE Digger, an efficient and accurate algorithm for genome wide discovery of miniature inverted repeat transposable elements.BMC Bioinform, 2013, 14(1): 186.

[18]Ye CT, Ji GL, Liang C.detectMITE: a novel approach to detect miniature inverted repeat transposable elements in genomes.Sci Rep, 2016, 6:19688.

[19]Fattash I, Rooke R, Wong A, et al.Miniature inverted-repeat transposable elements: discovery,distribution, and activity.Genome, 2013, 56(9):475–486.

[20]Chen JJ, Hu Q, Zhang Y, et al.P-MITE: a database for plant miniature inverted-repeat transposable elements.Nucleic Acids Res, 2014, 42(D1):1176–1181.

[21]Oki N, Yano K, Okumoto Y, et al.A genome-wide view of miniature inverted-repeat transposable element (MITEs) in rice,Oryza sativassp.japonica.Genes Genet Syst, 2008, 83(4): 321–329.

[22]Feschotte C, Jiang N, Wessler SR.Plant transposable elements: where genetics meets genomics.Nat Rev Genet, 2002, 3(5): 329–341.

[23]Feschotte C, Swamy L, Wessler SR.Genome-wide analysis of mariner-like transposable elements in rice reveals complex relationships with stowaway miniature inverted repeat transposable elements(MITEs).Genetics, 2003, 163(2): 747–758.

[24]Yang GJ, Nagel DH, Feschotte C, et al.Tuned for transposition: molecular determinants underlying the hyperactivity of aStowawayMITE.Science, 2009,325(5946): 1391–1394.

[25]Nakazaki T, Okumoto Y, Horibata A, et al.Mobilization of a transposon in the rice genome.Nature, 2003, 421(6919): 170–172.

[26]Kikuchi K, Terauchi K, Wada M, et al.The plant MITEmPingis mobilized in anther culture.Nature,2003, 421(6919): 167–170.

[27]Yang GJ, Zhang F, Hancock CN, et al.Transposition of the rice miniature inverted repeat transposable element mPing inArabidopsis thaliana.Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104(26): 10962–10967.

[28]Dong HT, Zhang L, Zheng KL, et al.AGaijin-like miniature inverted repeat transposable element is mobilized in rice during cell differentiation.BMC Genomics, 2012, 13(1): 135.

[29]Hu H, Zhou MB, Yang P, et al.Cloning and analysis of miniature inverted repeat transposable elements PhTourist1 from phyllostachys edulis.Sci Silv Sin,2015, 51(5): 127–134 (in Chinese).胡慧, 周明兵, 楊萍, 等.毛竹微型顛倒重復(fù)序列轉(zhuǎn)座子PhTourist1的克隆與分析.林業(yè)科學(xué), 2015,51(5): 127–134.

[30]Luo HM, Wang JJ, Ma WG, et al.One tourist-like miniature inverted repeat transposable element(MITE) is active mobilized in nicotiana tabacum genome.J Agric Biotech, 2015, 23(9): 1157–1166 (in Chinese).駱紅梅, 王菁菁, 馬文廣, 等.煙草基因組一類微小倒置重復(fù)轉(zhuǎn)座元件(MITE)目前仍具轉(zhuǎn)座活性.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2015, 23(9): 1157–1166.

[31]Chen A.Miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs) identification and the effect on host gene expression in Bamboo[D].Hangzhou:Zhejiang Agriculture and Forestry University, 2016(in Chinese).陳昂.毛竹微型反向重復(fù)轉(zhuǎn)座子 (MITEs) 鑒定及對(duì)宿主基因表達(dá)的影響[D].杭州: 浙江農(nóng)林大學(xué),2016.

[32]Zhou QQ.Distribution and functions of the transposons inPhyllostachys pubescens(edulis)promoters[D].Hangzhou: Zhejiang Agriculture and Forestry University, 2016 (in Chinese).周倩倩.轉(zhuǎn)座子在毛竹基因組啟動(dòng)子區(qū)域的分布及功能分析[D].杭州: 浙江農(nóng)林大學(xué), 2016.

[33]Patel M, Jung S, Moore K, et al.High-oleate peanut mutants result from a MITE insertion into the FAD2 gene.Theor Appl Genet, 2004, 108(8): 1492–1502.

[34]Jiang N, Bao Z, Zhang X, et al.An active DNA transposon family in rice.Nature, 2003, 421(6919):163–167.

[35]Turcotte K, Srinivasan S, Bureau T.Survey of transposable elements from rice genomic sequences.Plant J, 2001, 25(2): 169–179.

[36]Naito K, Cho E, Yang G, et al.Dramatic amplification of a rice transposable element during recent domestication.Proc Natl Acad Sci USA, 2006,103(47): 17620–17625.

[37]Naito K, Zhang F, Tsukiyama T, et al.Unexpected consequences of a sudden and massive transposon amplification on rice gene expression.Nature, 2009,461(7267): 1130–1134.

[38]Tsukiyama T, Teramoto S, Yasuda K, et al.Loss-of-function of a ubiquitin-related modifier promotes the mobilization of the active MITEmPing.Mol Plant, 2013, 6(3): 790–801.

[39]Shan XH, Liu ZL, Dong ZY, et al.Mobilization of the active MITE transposons mPing and Pong in rice by introgression from wild rice (Zizania latifoliaGriseb.).Mol Biol Evol, 2005, 22(4): 976–990.

[40]Yasuda K, Ito M, Sugita T, et al.Utilization of transposable elementmPingas a novel genetic tool for modification of the stress response in rice.Mol Breed, 2013, 32(3): 505–516.

[41]Bureau TE, Ronald PC, Wessler SR.A computer-based systematic survey reveals the predominance of small inverted-repeat elements in wild-type rice genes.Proc Natl Acad Sci USA, 1996,93(16): 8524–8529.

[42]Santiago N, Herráiz C, Go?i JR, et al.Genome-wide analysis of the emigrant family of MITEs of Arabidopsis thaliana.Mol Biol Evol, 2002, 19(12):2285–2293.

[43]Zhou MB, Tao GY, Pi PY, et al.Genome-wide characterization and evolution analysis of miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs) in moso bamboo (Phyllostachys heterocycla).Planta,2016, 244(4): 775–787.

[44]Momose M, Abe Y, Ozeki Y.Miniature inverted-repeat transposable elements of stowaway are active in potato.Genetics, 2010, 186(1): 59–66.

[45]Okamura M.Somaclonal variation and variety improvement: development of potato new variety‘‘JAGA KIDS’’.Tissue Cult, 1991, 17: 207–212.

[46]Jung CS, Griffiths HM, De Jong DM, et al.The potatoPlocus codes for flavonoid 3’, 5’-hydroxylase.Theor Appl Genet, 2005, 110(2): 269–275.

[47]Shirasawa K, Hirakawa H, Tabata S, et al.Characterization of active miniature inverted-repeat transposable elements in the peanut genome.Theor Appl Genet, 2012, 124(8): 1429–1438.

[48]Doolittle WF, Sapienza C.Selfish genes, the phenotype paradigm and genome evolution.Nature,1980, 284(5757): 601–603.

[49]Feschotte C, Pritham EJ.DNA transposons and the evolution of eukaryotic genomes.Annu Rev Genet,2007, 41: 331–368.