麂属动物以及六带犰狳DNA重复序列家族的克隆、序列分析和染色体定位

1．黑麂和费氏麂卫星DNA的克隆、序列分析和染色体定位 麂属动物在很短的时间内经历了快速的物种辐射，并且种间染色体数目存在巨大差异，是研究动物核型进化和物种起源的理想模型。近二十年来的分子细胞遗传学研究已基本上证实染色体串联融合(端粒－着丝粒融合)是麂属动物核型演化的主要染色体重排方式。尽管染色体串联融合的分子机制仍不清楚，但研究提示着丝粒区域的卫星DNA可能介导染色体的非同源重组。因此，着丝粒卫星DNA的克隆、分析序列以及染色体定位研究不仅有助于阐明麂属染色体核型演化规律，还可能揭示染色体串联融合的分子机制。迄今为止，上述研究工作已经在赤麂、小麂和小麂台湾亚种开展过。但是，尚无有关黑麂、费氏麂和贡山麂卫星 DNA 克隆、序列分析以及染色体定位研究的报道。 在本研究中，我成功地克隆了黑麂的卫星DNA I、II和IV，分别命名为BMC5、BM700和BM1.1k，并且从费氏麂中克隆了卫星DNA II，命名为FM700。对这些卫星DNA克隆进行序列分析，并将这些克隆探针分别与黑麂、费氏麂、贡山麂和小麂的染色体杂交。研究结果表明： 1)黑麂的卫星DNA I(BMC5)与小麂卫星DNA I(C5)序列高度相似，并且在小麂、黑麂、费氏麂和贡山麂染色体上的大部分串联融合位点处均有分布，因此卫星DNA I可能代表着染色体发生串联融合后保存下来，来源于麂属动物祖先染色体着丝粒的一种卫星DNA。卫星DNA I在这四种麂属动物染色体上的分布也表明黑麂、费氏麂和贡山麂与赤麂的核型演化过程相似，很可能从一个2n ＝ 70的共同祖先通过一系列的串联易位进化而来。 2) 将卫星DNA II（BM700和FM700）克隆探针分别杂交到黑麂和费氏麂的染色体上，只检测到几对间隔分布的信号。这提示在核型进化过程中不同卫星DNA间可能发生了广泛的重组，从而导致卫星DNA II大量丢失。大部分重组断裂位点可能位于卫星DNA I 与卫星DNA II之间，或者在卫星DNA II 区域内。 2．六带犰狳重复序列家族的克隆、序列分析和染色体定位 六带犰狳属于犰狳科、贫齿目，是六带犰狳属中唯一的一个代表物种。系统发育研究认为贫齿目与非洲兽总目是有胎盘哺乳动物中最原始的两个类群。C显带结果揭示六带犰狳30%的基因组是由组成性异染色质构成的，并且C带分布的位置也较复杂，提示在六带犰狳基因组中存在多种重复序列元件。 为了研究六带犰狳异染色质的组成，我从六带犰狳的基因组中克隆了七种位点特异性的重复序列。根据测序结果以及它们在染色体上的分布，将这些重复序列分为五个重复序列家族。其中AMD-EcoRI 837与AMD-BglII 811的序列相似，都是由大小约116 bp的单位组成，分布在大多数染色体的着丝粒区域，同时在一些染色体臂也有分布。AMD-EcoRI 832，AMD-EcoRI 836和AMD-EcoRI 934是特定染色体的重复序列，并且都分布于着丝粒区域。另外，AMD-BglII 634，AMD-EcoRI 731两个克隆都属于长散在分布重复序列(L1)，倾向于分布在G带阳性、富含AT碱基的区域，并且这两种重复序列在染色体上的定位与C带阳性的非着丝粒的异染色质区域很相似。本研究提供了六带犰狳异染色质区域的部分基因组信息，并且这些重复序列家族也可以用于研究六带犰狳及其近缘物种的系统发育关系。