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基因复制是指DNA片段在基因组中复制出一个或多个的拷贝。根据发生复制的DNA片段的大小,可分为三种形式:染色体大片段的复制,全基因组复制和串联基因复制。全基因组复制广泛发生在植物尤其是开花植物中,是基因组进化最主要的驱动力之一,同时也是产生具有新功能的基因和进化出新物种的主要原因之一。基因复制可通过不等交换、反转录转座或染色体复制的方式产生。基因复制的结果是产生很多同源基因。Orthologs和paralogs是同源序列的两种基本类型。鉴定序列之间的同源性程度可通过DNA-DNA杂交或DNA-RNA杂交进行初步估计,序列分析是最终测定序列之间同源性程度的方法。
番茄在进化上曾发生过一次大范围的全基因组复制事件,其基因组中含有大量具有paralogous关系的序列。对这些paralogous序列的研究有助于了解番茄的进化史。LE_HBa0280D16和LE_HBa0287C22是两个已知序列信息的番茄BAC克隆。根据实验室前期实验结果,LE_HBa0280D16与一对paralog EST序列18a和18b中的18b相对应;LE_HBa0287C22与EST序列T1048的其中一个拷贝相对应。根据这两个克隆的序列制备放射性标记的探针,从番茄BAC文库中分别筛选出了一些可能与这两个克隆具有同源性的候选BAC克隆。
本研究在此前期实验结果的基础上进一步筛选,希望确定这两个克隆的paralogous同源克隆。主要采用地高辛标记的探针对这些番茄候选BAC进行杂交,通过对BAC末端序列及LE_HBa0280D16和LE_HBa0287C22部分PCR产物测序结果的同源性分析,最终确定LE_HBa0280D16可能的paralog克隆为LE_HBa0147M06,而LE_HBa0287C22则没有筛选出合适的候选克隆。然后对LE_HBa0147M06进行测序获得全序列信息。将LE_HBa0147M06与LE_HBa0280D16进行全序列比对分析,最终确定两者之间有约11kb的序列具有同源性。此同源片段在LE_HBa0147M06中存在两个拷贝,推测可能与番茄中的基因复制有关。将LE_HBa0147M06的序列进行自身比对,结果显示其含有较多的正向和反向重复序列。此外,基因预测结果显示LE_HBa0147M06中含有大量不完整的反转录转座子的保守结构域,暗示其在进化中可能发生了由反转录转座子介导的基因重复和重排。