植物中活性MITEs转座子研究进展

胡冰杰，周明兵,2

1 浙江农林大学 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室，浙江 杭州 311300

2 浙江农林大学 浙江省竹资源与高效利用协同中心，浙江 杭州 311300

转座子 (Transposons) 是染色体中一段可以跳跃的 DNA序列，可以从基因组的一个位置移动到另一个位置，引起基因组的改变甚至染色体结构的变异等[1]。根据转座子的转座机制不同，可将转座子分为两大类：RNA类转座子和 DNA类转座子。RNA类转座子又称反转录转座子，该类转座子先是转录成 RNA，然后再通过反转录成 DNA转座到其他位置，整个过程以“DNARNA-DNA”的形式完成转座，所以RNA类转座子是以“复制-粘贴”的方式转座。RNA类转座子每次转座，其拷贝数都会相应增加，一般比 DNA类转座子的拷贝数要高[2]。而DNA类转座子是通过“DNA-DNA”的“剪切-粘贴”的形式转座，是在转座酶的作用下，从一个位置剪切下来，插入到另一个位置[3]。

DNA转座子根据能否发生自主转座又可分为自主转座子和非自主转座子。自主转座子由于其结构完整，具有编码完整转座酶的能力，所编码的转座酶可以促使自身发生转座；而非自主转座子与自主转座子相比，其内部的转座酶编码序列有所缺失，不能编码转座酶，必须依靠相应的自主转座子编码的转座酶作用才能转座。

微型颠倒重复转座元件 (Miniature inverted repeattransposable elements，MITEs) 是比较特殊的非自主转座子，其结构类似于一般的非自主转座子，但是片段长度要小得多，一般长度在100–800 bp范围。另外，与一般的非自主转座元件相比，大多数 MITEs家族在基因组中具有相当大的拷贝数，多达上千甚至上万[4]，例如，在玉米Zea mays中发现mPIF的拷贝数达到6 000多个拷贝[5]，在水稻Oryza sativa基因组有90 000多个MITEs，占水稻转座子 75%以上[6]。此外，MITEs的 A/T含量较高，可以形成稳定的发夹式二级结构，且两端具有高度保守的反向重复序列 (Terminal inverted repeats，TIR，转座酶的识别位点) 和2–11 bp靶位点重复序列 (Target site duplications，TSD，转座酶识别位点)，倾向于插入基因内部或附近。MITEs两端的TIR可以形成茎环结构，能够转录加工成3种内源小RNA，包括miRNA、endo-siRNA和piRNA (PIWI-interacting RNA)[7-8]。这些来源于转座子的小RNA除了在抑制宿主转座子跳跃、维持基因组的生态环境发挥重要作用外，还调控着众多宿主基因的表达[9]，如来源于两个MITEs的水稻siRNA441和siRNA446除了参与MITEs转座活性的调控外，还参与了水稻对脱落酸信号和非生物胁迫的响应[10]。

目前已发现上百个不同的MITEs家族，根据MITEs两端的TIR和TSD特性，可将MITEs归为Stowaway类 (TSD：TA) 和Tourist类 (TSD：TAA或TTA) 两个大家族以及其他若干个小家族(如CACTA、MUDR等家族)[11]。MITEs的插入可以通过多种形式调控附近的基因表达，比如插入使基因失活，为基因提供顺式调控元件，引起基因的可变剪接，提供反义RNA或小RNA等[12]，这些调控在遗传和表观两个层次都能发挥作用，因此活性MITEs越来越受研究者重视，以期利用活性MITEs开发基因标签，为大规模研究基因功能和构建饱和突变体库提供新的工具。本文系统收集了目前已鉴定活性 MITEs，总结了活性MITEs的结构 (TIR和TSD)、拷贝数、进化模式以及转座特性，为鉴定其他活性 MITEs以及MITEs转座和扩增机制的研究奠定基础。

1 MITEs的发现及其在植物基因组中的分布

1992年，Bureau等[13]在研究玉米wx-B2基因的插入突变分析中发现一个 128 bp的短片段元件，该元件在基因组中分布非常广，分析其序列发现该元件具有14 bp的TIR (5′-GGCCTTGTTC GGTT-3′) 以及 3 bp 的 TSD (TAA/TTA) 保守序列，与其他带有TIR的转座子相比无序列相似性，且该家族元件的拷贝数非常丰富，因此将该类转座子另外命名为 Tourist家族转座子。随后在Tourist家族转座子的基础上，Bureau[11]又在一些草本植物的基因组中发现另一类转座子，其TSD序列为 TA，将其命名为 Stowaway转座子，与Tourist转座子共同称为MITEs元件，自此，人们开始了对MITEs的研究之路。

20世纪 90年代中期，随着基因组测序技术的发展，MITEs家族种类有暴发式的增长，人们根据已发现的MITEs的一些基本特征，研发出可以在基因组中鉴定出 MITEs的计算工具，如RSPB[6]、FINDMITEs[14]、MUST[15]等，可以通过TIR、TSD等特征结构，直接在基因组中搜索发现不同种类的MITEs。这些计算工具的出现，相比于过去通过实验来检索验证MITEs，大大地方便了研究人员对MITEs的检索。但是由于技术不成熟，这些工具鉴定出的MITEs假阳性率很高。为了降低其假阳性率，MITE-Hunter[16]和 MITE Digger[17]相继被开发出来，可以在全基因组中从头探测，特别是MITE Digger，其假阳性最低，并且速度快，是目前应用最为广泛的 MITEs搜索工具。以水稻基因组中MITEs家族为例，MITE-Hunter的假阳性率为4.4%–8.3%，FINDMITE为85%，MUST为86%，而MITE Digger的假阳性率最低，仅有1.8%，并且搜索时间明显比前几种方法短。Ye等[18]基于MATLAB采用新颖的数值计算的方法，开发出一个新的程序——detect MITE，将其与MITE-Hunter、MITE Digger和RSPB的工作效率进行比较，发现detect MITE的工作效率是最高的，尽管RSPB搜索出的MITEs序列最多，但大部分都不完整。

根据已报道的一些物种基因组中的MITEs含量，发现虽然MITEs在植物基因组中含量丰富，但在不同的植物基因组中，MITEs的含量差异较大 (图1)，例如比较水稻与玉米的MITEs含量，玉米的基因组是水稻的7.6倍，但是其MITEs的含量却不到水稻的一半。

图1 不同物种基因组大小与其已报道的MITEs含量的关系[19]Fig.1 The relationship between the genomic size of different species and the reported MITEs content[19].

此外，比较一些物种的基因组与其报道的MITEs含量关系，发现MITEs的含量与物种基因组大小无明显的线性关系，如水稻的基因组比高粱Sorghum bicolrL.小近一倍，但是其报道的MITEs的含量却比高粱的多出很多 (图1)。其次，在亲缘关系较近的物种中，其拷贝数也存在较大的差异，如深山南芥Arabidopsis lyrataL.中的MITEs数量大约比拟南芥Arabidopsis thalianaL.多4倍。同样地，西瓜Citrullus lanatusL.中的MITEs数量大约是甜瓜Cucumis meloL.的7倍[20]。

对MITEs插入位点分析，发现大部分MITEs倾向插入到基因附近，也有一部分插入到内含子或者非翻译区[21]。如在水稻基因组有90 000个MITEs，占水稻转座子75%以上[6]，其中有8.2%位于基因内部，81.2%位于基因上游和下游2 kb以内区域[21]。

2 MITEs的扩增机制

MITEs和非自主转座子一样，是缺失编码完整转座酶序列的转座子，不能自主转座，但是相比非自主转座子，MITEs在基因组中的拷贝数却比非自主转座子要高得多，引起了众多研究者对其扩增机制进行探究。有研究者提出“删除论”：一些自主的 DNA转座子通过内部不断删减，保留了自主转座元件的TSD、TIR序列以及中间残留部分，最终形成了几百bp大小的MITEs，这些被删减的序列可能就是编码转座酶的序列片段，而保留的部分可能含有可被转座酶识别的序列，使编码的转座酶可以识别对应的MITEs，从而诱导MITEs发生转座[22]。2003年，Feschotte等[23]研究发现，水稻中Mariner-like elements (MLE)自主转座子与Stowaway-like MITEs的TIR和TSD序列高度一致，推测MLE编码的转座酶可能会催化Stowaway-like MITEs发生转座。2009年，Yang等[24]通过在体外构建的 MLE转座酶序列，在酵母Saccharomyces cerevisiae体内催化 Stowaway-like MITEs转座，更进一步明确了MLE和Stowaway-like MITEs之间的关系。由此推测MLE在物种进化过程中，由于内部编码转座酶序列不断删减，最后成为了缺失编码全部转座酶序列的 Stowaway-like MITEs。另一例子是mPing，mPing是第一个发现的具有转座活性的Tourist-like家族的MITEs转座子[25-26]，Yang等[27]又发现了两个自主DNA转座子 Ping和 Pong，这两个自主转座子的末端与发现的mPing具有很高的同源性，这说明了mPing很有可能是Ping和Pong内部删减的结果。通过拟南芥遗传转化体系，证实了Pong自主转座子编码的转座酶可以促使mPing转座子发生转座。这些结果都验证了他们之前所提出的“删除论”。

3 活性MITEs发现与鉴定

目前在已发现的具有转座活性的 MITEs中(表 1)，种类最多的是 Tourist-like家族，有 mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和 PhTst-3；另外还有属于Stowaway-like家族的dTstu1和MITE-39以及属于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的发现与鉴定

3.1.1 mPing

水稻作为单子叶植物中的典型模式植物，其参考基因组序列较为完善。通过生物信息学分析发现，虽然水稻基因组仅有 430 Mb，但 MITEs含量非常高，并且种类丰富，几乎涵盖了所有类型的MITEs，因此被认为是适合研究MITEs转座子的模式材料[34-35]。对于这一现象，有研究者推出一个“cross-mobilization”的假说，认为 MITEs的起源和扩增发生在不同的时间段，MITEs最早起源是由于早期的自主转座子经过长期的内部删除，经完全删除转座酶编码序列后，只剩下 TIR和TSD序列以及不编码的小片段，再经过后面一些“年轻的”自主转座子编码的转座酶作用下发生转座并发生扩增，并随着时间的积累，扩增的MITEs也不断积累，从而出现富集的现象[23]。

2003年，在研究γ射线诱导水稻颖叶表型突变的过程中，研究人员发现，经过 γ辐射后，在水稻的Rurm 1基因中有一个MITE片段发生了跳跃，这是第一个被发现具有转座活性的MITE转座子，遂将其命名为 mPing。比较并分析突变后的水稻与野生型水稻的Rurm 1基因，mPing插入到Rurm 1基因的第4个内含子中，从而改变了Rurm 1基因的表达，导致水稻颖叶比野生型的更加细长[25]，并且mPing的拷贝数也会明显增加[36-37]。同年，另两个研究发现，mPing在水稻花药组织培养过程中亦可以被激活并发生转座[26]。mPing除了在 Ping转座元件编码的转座酶催化下发生转座外，也会在Pong的转座酶作用下被激活[34]。2013年，有研究发现，在没有外界胁迫因素的情况下，当编码泛素蛋白的基因被沉默后，mPing的转座活性会提高[38]。上述研究表明，mPing是一个仍然具有转座活性的MITEs，并且能在花药组培或辐射等胁迫条件下被激活转座，而当泛素蛋白被沉默时，其转座频率会增加。

分析mPing的序列发现，其序列有430 bp，包括 15 bp 的 TIR (5′-GGCCAGTCACAATGG-3′)和3 bp的TSD (TTA或TAA)，因此该MITE家族属于Tourist类转座子。在之后的研究中，研究人员通过同源性比较搜索，发现了两个自主 DNA转座子Ping和Pong的末端与mPing具有很高的同源性。mPing的TSD和TIR序列与Ping一样，除了mPing缺失了Ping元件中的两个ORFs外，其他序列几乎一致，推测mPing很可能是Ping自主转座元件长期不断的内部删除的结果。通过拟南芥遗传转化体系，证实了Pong与Ping两个自主转座子编码的转座酶可以促使mPing转座子发生转座[27,39]。

进一步研究发现，mPing序列有96个调控保守区，其中有 1/3与环境胁迫有关，对附近基因表达调控起着重要作用。mPing在基因组的分布广泛，使水稻395个基因具有受冷害、高盐和干旱条件诱导表达的特性[37]。当mPing插入转录起始位点上游1–5 kb范围内，会上调下游基因的表达；但是当mPing插入到外显子中，则会下调下游基因的表达；当mPing插入到启动子区，会影响顺式作用元件和反式作用元件的相互作用，继而影响下游基因的表达[40]。这些结果表明，mPing的插入为转录因子或其他转录调节蛋白提供一个新的结合位点，从而影响下游基因的表达丰度。

3.1.2 mGing

Gaijin-like MITEs属于Tourist家族，最早于1996年在水稻基因组中发现[41]，但是当时对Gaijin的研究结果仅仅是在水稻基因组中鉴定出5个不同位点的Gaijin-like MITEs的插入，并对这几个Gaijin元件进行了简单的结构分析，之后并没有继续深入研究该家族的其他方面 (如转座活性、功能等)。2012 年，Dong 等[28]在水稻 PLRRP(Putative leucine-rich repeat protein) 基因中鉴定出一个新的Gaijin-like MITEs——mGing，这也是继 mPing之后第二个被发现具有转座活性的Touris类转座子。该类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类转座子一样，倾向于插入富含 AT区。以 146 bp的mGing元件作为 query序列，在水稻全基因组中比对，发现其拷贝数达上千，然而在拟南芥基因组中尚未发现该家族元件。为鉴定mGing是否具有转座活性，选取同一株水稻种子，用不同剂量的 γ射线处理水稻种子并培育，对不同处理的水稻基因组做转座子显示技术 (Transposon display，TD)，发现500 gy处理的水稻基因组出现多处多态性条带，而未辐射和300 gy剂量的水稻条带均一，并与已报道的Gaijin-like MITEs为对照，均未表现出多态性，排除了基因重组、基因重排等假阳性，说明 500 gy处理后的水稻基因组中，mGing可能发生转座。通过 PCR技术扩增含mGing的片段并测序，发现有几个mGing的侧翼序列在数据库中并未与mGing相连，这也确定了mGing在水稻种子经过辐射处理后的确发生了转座。另外，比较了mGing转座前后的位置序列，均发现随着mGing的剪切或插入，其侧翼序列都有部分碱基改变，或者有小片段插入。

3.1.3 PhTourist1

2015年，胡慧等利用已知 mPing的特点(TSD和TIR序列结构等)，通过transpo[42]在毛竹Phyllostachys edulisC.基因组中鉴定出 30个mPing-like的MITEs——PhTourist1，比对该30条序列发现，其 TIR序列是 GGCCAGTCTCAATG，共 14 bp，与 mPing的 TIR (GGCCAGTCACAA TGG) 序列相比 (表 1) 少一个碱基 (GGCCAGT CACAATGG)，并且伴有一个碱基不同。比较PhTourist1家族转座子的侧翼序列发现，其 TSD序列为 TWA (W=A/T)，以及插入偏好序列为(C/T)T(C/A)T(T/A)A(G/T)A(A/C)。通过PCR扩增及测序发现，30个PhTourist1的MITEs序列及其侧翼序列均符合毛竹基因组序列，但是在这30个MITEs中，有一个PhTourist1-3发现具有多态性，证明了在毛竹实生苗生长过程中 PhTourist1发生了转座，对 PhTourist1-3转座足迹分析发现，PhTourist1-3几乎精确切除，仅在5′端缺失1个碱基。这是首次在毛竹基因组中发现并被鉴定出具有活性的 Tourist-like的 MITEs。通过定量 PCR验证发现，当该位点 PhTourist1-3转座缺失后，其下游基因的表达较缺失前明显增加。因为所选取的材料是来自同一棵毛竹的半同胞实生苗，并且种植环境相同且适宜，胡慧等推测 PhTourist1的活性转座可能不是由于外界压力激活的，很有可能是在种子发芽的过程中发生转座，也有可能是在授粉过程中，由于授粉的父本毛竹不同而导致的。PhTourist1的插入很有可能是改变了顺反式作用元件的作用，从而抑制了下游基因的表达，当 PhTourist1转座切除后，下游基因的表达量明显增加[29]。

3.1.4 TMi1

骆红梅等[30]在烟草Nicotiana tabacumL.中发现一个具有转座活性的MITEs——TMi1，这也是首次在烟草基因组中发现具有转座活性的 MITEs。TMi1的TSD序列为TAT/TAA，属于Tourist-like家族转座子，其序列长度在306–336 bp不等，TIR序列为 GGGGTCGTTT，共 17 bp。该研究利用TD技术初步评估出TMi1家族在若干个不同品种的烟草中存在着明显的多态性，初步判断烟草TMi1家族的MITEs可能仍具有转座活性；将具有扩增差异的条带胶回收并测序，分析测序结果发现，回收的条带大部分都是带有 TMi1元件的序列，随后利用Blastn将上述测序结果与数据库中的序列比对，发现部分测序结果中的序列多出TMi1元件，这些结果说明TMi1家族在若干个不同烟草品种间发生了跳跃，推测烟草中 TMi1家族转座元件目前仍具有转座活性。

3.1.5 PhTst-3

随着毛竹的基因组测序的完成，我们在毛竹基因组中鉴定出489 592个MITEs，分别可以归纳为 362个家族，占据毛竹全基因组的 4.74%。根据这些MITEs的TIR和TSD序列的保守性，可将其分成 6个超家族，分别是 Stowaway-like MITEs、hAT-like MITEs、Tourist-like MITEs、Mutator-like MITEs和CACTA-like MITEs，而对于一些TIR或TSD序列特征不明显的MITE暂时归为未知超家族类别[43]。在对毛竹基因组中的MITEs家族进化、插入时间、分布等分析之后，我们进一步对MITEs的转座活性以及转座后对附近基因的影响进行研究，在胡慧等[29]研究发现PhTourist1家族具有转座活性之后，又先后在毛竹基因组中鉴定了两个具有转座活性的 Tourist-like和Stowaway-like MITEs。陈昂[31]在不同毛竹实生苗中，发现有一个MITE在PH01002699G0010基因的第6个内含子中存在插入多态性，初步判断该类MITEs具有转座活性。通过生物信息学的方法，分析发现该类MITEs在毛竹基因组中具有94个拷贝，全长295 bp，其TIR序列为GGGCATGTACA，TSD序列为TTA，属于Tourist-like MITEs，命名为PhTst-3。通过荧光定量PCR发现，与含有PhTst-3插入的基因相比，未插入的 PH01002699G0010基因的表达量明显有所上升，表明PhTst-3插入内含子的作用相当于一个沉默子，下调了基因的表达。

3.1.6 Tourist-like家族活性MITEs进化模式分析

将 mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1 和 PhTst-3共 5个 Tourist-like家族的 MITE序列与 Ping和Pong序列通过 DNAMAN比对 (图 2A)，发现除了Tmi1家族MITE的TSD序列为TAW (T/A)，其余几个家族的TSD均为TW (A/T)A。Tmi1家族MITEs的TIR序列也与其他MITEs的TIR差异明显。Ping、Pong、mPing、PhTourist1的 TIR序列一致性较高，特别是mPing与Ping和Pong，除TIR序列一致以外，其内部序列与Ping的内部序列相似度很高。

为了进一步分析 Tourist-like家族活性 MITEs的进化特征，利用MEGA 6.0将Ping、Pong与活性Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 进行聚类分析 (图2B)，构建ML进化树。结果显示，PhTourist1、mPing与Ping和Pong亲缘关系较近，推测PhTourist1、mPing与Ping和Pong转座子可能来自同一祖先。而PhTst-3、TMi1和 mGing与前四者亲缘关系较远，说明这 3个MITEs家族与前四者MITEs起源的祖先不一样。

3.2 Stowaway-like家族活性MITEs的发现与鉴定

3.2.1 dTstu1

Yang等[24]通过将水稻中一个 Stowaway-like的MITE序列和Mariner-like自主转座子转座酶编码序列扩增出来，分别构建到表达载体中，共同转化到酵母中，检测发现该MITE在转座酶的作用下发生转座，整合到酵母基因组中。然而这只是通过体外试验间接说明了 Stowaway类的MITEs有转座活性，并未在植物基因组中证实。次年，研究人员在马铃薯Solanum tuberosumL.表皮颜色变化的研究中发现一个新的具有转座活性的 MITE，其在不同品种的马铃薯中存在插入多态性[44]，将其命名为dTstu1。经过分析发现，dTstu1序列有239 bp，其中A/T含量是67%，两端 TIR序列为 CTCCCTCYGTC，TSD序列与Stowaway类转座子的序列一致，为TA序列[11]。这是第一次在植物体内发现具有转座活性的Stowaway-like家族的MITEs。

图2 活性 Tourist-like MITEs与 Ping和 Pong的进化关系.(A) 活性 Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 与Ping和Pong的TSD与TIR比对图 (红框：TSDs；蓝框：TIRs；绿框：省略的部分序列).(B) 活性Tourist-like MITEs (mPing、mGing、PhTourist1、Tmi1和PhTst-3) 与Ping和Pong转座子的聚类分析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.

随后，为了研究dTstu1对马铃薯表皮颜色变化的调控机制，Momose等从三倍体栽培品种72218 (块茎表皮为红色) 的叶子上获取原生质体，通过体外细胞培养获得其组培苗[45]。三倍体栽培的72218品种和组培苗JKR品种的基因组中存在 F3’5’H 基因，该基因的第一个外显子中有dTstu1插入，该 MITE的插入导致一个终止子(GTA) 编码，产生一个只有 24个氨基酸的截短体蛋白；而在组培苗 JKP品种的该基因位置，dTstu1发生缺失，使得缺失 dTstu1的 F3’5’H基因编码一个含510个氨基酸的完整蛋白[46]。dTstu1的跳跃导致F3’5’H基因合成不同的蛋白，致使后期块茎表皮细胞中二氢山奈酚中羟基基团数不同，合成的花青素也不一样：72218品种和 JKR品种的二氢山奈酚合成天竺葵色素，使块茎表皮表现为红色；而JKP品种块茎表皮细胞中二氢山奈酚比另两个品种中的多出两个羟基，合成牵牛花色素，表现为块茎紫色。整个研究过程表明双子叶植物中存在着具有活性的 Stowaway类转座子，并且该MITE的插入和缺失会导致下游基因的表达，改变表型。

3.2.2 MITE-39

周倩倩[32]通过RepeatMasker (www.reoeatmasker.org) 软件，在毛竹基因组数据库中搜索出启动子中的MITEs。根据搜索出的序列设计引物，通过实验发现并验证，在毛竹基因PH01003704G0280的启动子有一个MITE元件，该MITE在不同野生实生苗中存在插入多态性。经分析发现，该MITE全长260 bp，TIR为CTCCCTCCGTTCTTA AATA，TSD序列为 TA，属于 Stowaway-like MITE，命名为 MITE-39。利用定量 PCR研究该MITE在启动子中的作用，发现当该 MITE插入PH01003704G0280基因的上游启动子时，会下调该基因的表达量；而该MITE转座离开后，该抑制会被解除，基因表达水平得以恢复。由于实验中所用的实生苗为半同胞苗，是同一母本但不一定是同一父本，而实生苗生长环境均统一且适宜，作者推测认为MITE-39的转座可能是因为来源的父本基因不同导致的。

3.3 其他MITE家族的活性转座子

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发现一类MITEs转座子，发现当这个 MITE插入编码合成脂肪酸的基因(ahFAD2B) 中，ahFAD2B基因发生突变，不能正常合成脂肪酸。比对该家族MITEs序列发现其含有25 bp的TIR和9 bp的TSD，既不属于Stowaway家族也不属于Tourist家族，而是属于Mutator家族。2012年，Shirasawa等[47]对几个花生品种中AhMITE1进一步研究，首先从富含 MITEs的A.hypogaea花生品种的基因组数据库中比对获取504条AhMITE1，大小在201–223 bp不等，平均GC 含量 30.1%。将 504条 AhMITE1的 5′和 3′端的9 bp的TSD序列与已报道的花生突变体中的AhMITE1的TSD比较，发现有286条AhMITE1的TSD与之前报道的完全匹配，而其余218条出现1到9 bp不等的错配，这218条序列有可能在TSD、TIR序列或转座子内部发生突变。

为了研究 AhMITE1的活性，取 4种花生品种 Nakateyutaka、YI-0311、Satonoka和 Kintoki的种子。取一部分Nakateyutaka种子，经过γ射线处理后发苗，培育两代，取第二代 M2叶子进行PCR扩增，与原4个花生品种的序列比对，发现经过γ射线处理后，至少在AhTE0433、AhTE0426、AhTE0121三个位点的AhMITE1具有活性，发生转座，并伴有一到两个碱基插入或突变。

4 总结与展望

30年前，在转座子发现初期，转座子一直被认为是没有用的 DNA片段[48]，随着人们对转座子研究的不断深入，发现转座子的插入、切除和扩增改变着基因组的结构和大小，继而影响了基因的表达，促使物种多样性的形成[49]。而MITEs转座子作为特殊的 DNA转座子，由于其拷贝数高，插入多态性高，而受研究者青睐。本文总结了近几年鉴定具有转座活性的MITEs，发现已鉴定的活性MITEs大部分属于Tourist家族。

目前已被报道具有转座活性的 MITEs共有8个家族：包括水稻中的mPing、mGing两个家族，毛竹中的 PhTourist1家族、PhTst-3和 MITE-39三个家族，还有烟草中的 TMi1家族、土豆中的dTstu1家族以及花生中的AhMITE1家族。本文汇集了近几年来这些被发现并鉴定具有转座活性的MITEs，总结了这些活性MITEs的TIRs、TSDs、插入偏好性等特性，以及这些活性MITEs转座后对附近基因的影响，例如mPing影响水稻种子颖叶的长细，dTstu1影响马铃薯表皮颜色调控基因，PhTst-3插入基因启动子下调下游基因的表达等，这些结果表明，MITEs的转座很可能会调控附近植物基因表达，甚至可能影响植物的表型，对植物基因组结构、进化或植物物种进化等有重要作用。

毛竹和水稻同属于禾本科植物，是我国东南部地区的重要经济竹种，其基因组中含有丰富的MITEs[43]，在毛竹表观遗传学研究中有重要的意义。我们通过研究毛竹基因组中的活性MITEs，分析其转座和扩增机制。在胡慧等[29]发现并鉴定具有转座活性的 PhTourist1后，陈昂[31]、周倩倩[32]先后分别发现了另外两个具有转座活性的MITEs家族PhTst-3和MITE-39，发现这两个MITEs在基因的启动子区发生转座跳跃，比较转座前后该位置基因的表达，发现这两类MITEs的存在抑制沉默了下游基因的表达，而转座后该抑制被解除，下游基因表达水平恢复。这些发现为后续更多毛竹活性MITEs的研究发现、鉴定以及功能分析等作了基础性的铺垫。

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