一種釀酒酵母轉座子活力的評估方法技術

本發明專利技術提供了一種釀酒酵母轉座子活力的評估方法，本發明專利技術屬于分子生物學技術領域。本發明專利技術提供的評估方法，包括如下步驟：(1)設計擴增釀酒酵母轉座子Ty序列及LTR序列的引物，以待測釀酒酵母基因組DNA為擴增模板，構建轉座子擴增子文庫；(2)對所述轉座子擴增子文庫進行測序，得到測序數據；(3)對測序數據進行拼接和注釋，確定Ty序列和LTR序列的OUT數目，并計算α多樣性；(4)按照步驟(1)～(3)獲得參照樣本和野生型的Ty序列和LTR序列的OUT數目和α多樣性數據；(5)根據得到的待測釀酒酵母和參照樣本、野生型的Ty和LTR序列的OUT數目數據和α多樣性數據，計算待測釀酒酵母轉座子活力。計算待測釀酒酵母轉座子活力。計算待測釀酒酵母轉座子活力。

【技術實現步驟摘要】
一種釀酒酵母轉座子活力的評估方法


[0001]本專利技術涉及分子生物學
，尤其涉及一種釀酒酵母轉座子活力的評估方法。

技術介紹

[0002]轉座子是基因組中可移動的功能元件，可以引發基因組的增減和改變，對于生物的進化具有非常重要的意義。釀酒酵母轉座子Ty為反轉座子，典型結構為兩側為正向重復的約300bp LTR序列；中間為約5kb的gag
?
pol融合蛋白讀碼框，且二基因讀碼框發生重疊。表達產物為反轉錄酶和整合酶，是發揮轉座機制的核心酶。釀酒酵母轉座子可以誘發豐富的基因組變異類型，如基因的刪除、重復和結構變異。在這些過程中，可能伴隨著LTR序列的波動。其主要實現形式為同源重組和轉座作用。比如，酵母轉座子發生轉座作用時會發生孤立LTR序列的產生，同時在靶位點同樣會產生新的LTR序列。又如，通過同源重組會產生LTR序列在堿基水平上發生變化。其整體趨勢是令整個基因組的LTR序列多樣性增加。這些變化可以作為轉座子曾經活躍的依據。
[0003]目前對轉座子行為的活躍程度的評估，有以下三類方法。一是基于生物標記的，如使用轉座子攜帶標記基因，通過統計標記基因的插入情況，來評估轉座子的活動；或利用轉座子隨機突變靶基因，依靠性狀的改變來統計突變頻率。二是基于側翼序列擴增的手段，優點是可以找到轉座子作用前后的插入位置。三是隨著高通量測序技術的發展，全基因組測序可以全面的考察轉座子的行為。但以上三種方法均有一定的缺陷。其中，第一種方法大量依靠平板涂布培養等耗費人力的步驟，且僅能面向被觀測基因進行評估(該基因相關轉座子之外的行為無法觀測和統計)；第二種方法高度依賴于熱不對稱PCR方法，這種方法的固有缺陷是反應條件極為精細，且無法保證能得到擴增結果，對于多位點基因而言尤其嚴重；而第三種方法除了存在成本高昂的特點外，更致命的是，由于轉座子具有涉及大量重復序列的特征，很容易發生序列的錯誤拼接，從而導致對轉座子序列的計算偏差。綜上，這三種方法要么無法從整體上評估轉座子的行為結果，要么無法對不同的轉座子同時進行活躍程度的定量評估，要么會發生評估錯誤，因此，必須發展新的技術手段進行改進。

技術實現思路

[0004]本專利技術針對當前釀酒酵母轉座子活力評估手段的缺陷，如不能全面評估全基因組范圍內轉座子的活動、技術手段繁瑣且結果不確定、費時耗力等，開發了一種釀酒酵母轉座子活力的評估方法，可以兼顧全面性和準確性。
[0005]為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供以下技術方案：
[0006]本專利技術提供了一種用于評估釀酒酵母轉座子活力的評估方法，包括如下步驟：
[0007](1)設計擴增釀酒酵母轉座子Ty序列及LTR序列的引物，以待測釀酒酵母基因組DNA為擴增模板，構建轉座子擴增子文庫；
[0008](2)對所述轉座子擴增子文庫進行測序，得到測序數據；
[0009](3)對測序數據進行拼接和注釋，確定Ty序列和LTR序列的OUT數目，并計算α多樣性；
[0010](4)按照步驟(1)～(3)分別獲得參照樣本和野生型的Ty序列和LTR序列的OUT數目和α多樣性數據；
[0011](5)根據得到的待測釀酒酵母、參照樣本和野生型的Ty和LTR序列的OUT數目數據和α多樣性數據，計算待測釀酒酵母轉座子活力。
[0012]優選的，所述Ty序列包括Ty1、Ty2、Ty3、Ty4和Ty5序列；與Ty序列對應的LTR序列包括LTR1、LTR2、LTR3、LTR4和LTR5序列。
[0013]優選的，所述LTR1的引物序列如SEQ ID NO.1～2所示；
[0014]所述LTR2的引物序列如SEQ ID NO.3～4所示；
[0015]所述LTR3的引物序列如SEQ ID NO.5～6所示；
[0016]所述LTR4的引物序列如SEQ ID NO.7～8所示；
[0017]所述LTR5的引物序列如SEQ ID NO.9～10所示。
[0018]優選的，所述Ty1的引物序列如SEQ ID NO.11～12所示；
[0019]所述Ty2的引物序列如SEQ ID NO.13～14所示；
[0020]所述Ty3的引物序列如SEQ ID NO.15～16所示；
[0021]所述Ty4的引物序列如SEQ ID NO.17～18所示；
[0022]所述Ty5的引物序列如SEQ ID NO.19～20所示。優選的，所述釀酒酵母轉座子活力包括單轉座子活力、全轉座子活力和單分子轉座子活力。
[0023]優選的，所述單轉座子活力的計算公式為其中
[0024]Ta
n
表示單轉座子活力；
[0025]SI
n
表示待測釀酒酵母中LTR的α多樣性數據；
[0026]Ty
n
表示待測釀酒酵母中Ty序列數目；
[0027]rSI
n
表示參照樣本中LTR的α多樣性數據；
[0028]rTy
n
表示參照樣本中Ty序列數目。
[0029]優選的，所述α多樣性為shannon指數、chao1指數和shannon Evenness指數中的一種。
[0030]優選的，所述全轉座子活力為單轉座子活力之和。
[0031]優選的，所述單分子轉座子活力為單轉座子基因拷貝的每一次表達活動所產生的LTR序列多樣性的相對變化；
[0032]計算公式為：其中
[0033]sTa
n
表示單分子轉座子活力；
[0034]Ta
n
表示待測釀酒酵母的中單轉座子活力，rTa
n
表示野生型中這種單轉座子的活力；
[0035]TY
n
表示待測釀酒酵母的中統計得到的一種LTR的序列數目，rTY
n
表示野生型中這
種LTR的序列數目；
[0036]FC
n
表示待測釀酒酵母的中單轉座子表達量，rFC
n
表示野生型中這種轉座子的表達量。
[0037]本專利技術利用轉座子在同源重組和轉座作用發生過程中，產生的LTR序列印跡作為轉座子活動活躍程度的評估手段。轉座子缺失、倒置、整合、同源重組和轉座的過程中，會發生LTR序列的增減和單堿基水平的突變，從而形成了LTR序列多樣性的改變。利用特異引物擴增多樣性的LTR序列和轉座子基因，通過比較單位拷貝轉座子對應的LTR序列變化量，可以客觀反映出轉座子活力，從而對釀酒酵母轉座子活力進行評估。這種方法成本低廉、操作簡單，且可以在單堿基水平上對多樣性的LTR序列進行分類、相對定量，有潛力進行轉座子活動復盤，優勢比較明顯。
附圖說明
[0038]圖1為釀酒酵母轉座子結構示意圖；A為Ty1，B為Ty2，C為Ty3，D為Ty4，E為Ty5，F為全部轉座子的通用結構示意圖。
[0039]圖2為實施例4中釀酒酵母不同轉座子活力的定量比較本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于評估釀酒酵母轉座子活力的評估方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)設計擴增釀酒酵母轉座子Ty序列及LTR序列的引物，以待測釀酒酵母基因組DNA為擴增模板，構建轉座子擴增子文庫；(2)對所述轉座子擴增子文庫進行測序，得到測序數據；(3)對測序數據進行拼接和注釋，確定Ty序列和LTR序列的OUT數目，并計算α多樣性；(4)按照步驟(1)～(3)分別獲得參照樣本和野生型的Ty序列和LTR序列的OUT數目和α多樣性數據；(5)根據得到的待測釀酒酵母、參照樣本和野生型的Ty和LTR序列的OUT數目數據和α多樣性數據，計算待測釀酒酵母轉座子活力。2.如權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述Ty序列包括Ty1、Ty2、Ty3、Ty4和Ty5序列；與Ty序列對應的LTR序列包括LTR1、LTR2、LTR3、LTR4和LTR5序列。3.如權利要求2所述的評估方法，其特征在于，所述LTR1的引物序列如SEQ ID NO.1～2所示；所述LTR2的引物序列如SEQ ID NO.3～4所示；所述LTR3的引物序列如SEQ ID NO.5～6所示；所述LTR4的引物序列如SEQ ID NO.7～8所示；所述LTR5的引物序列如SEQ ID NO.9～10所示。4.如權利要求2或3所述的評估方法，其特征在于，所述Ty1的引物序列如SEQ ID NO.11～12所示；所述Ty2的引物序列如SEQ ID NO.13～14所示；所述Ty3的引物序列如SEQ ID NO.15～16所示；所述Ty4的引物序列如SEQ ID NO.17～18所示；所述Ty5的引物序列如SEQ ID NO.19～20所示...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘆志龍，陳英，陳小玲，吳艷玲，陸琦，陳東，
申請(專利權)人：廣西科學院，
類型：發明
國別省市：