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棉花是世界上最重要的经济农作物之一,在我国的国民经济中占据重要地位。TE在棉花基因组中的比例超过50%,LTR类反转录转座子是棉花基因组TE中最丰富的转座元件,其中Copia和Gypsy类反转录转座子所占比例最高。在植物中,只有少数LTR类反转录转座子编码基因可以完全表达产生功能蛋白,具备转座活性,大部分LTR类反转录转座子由于发生碱基替换,或者新的TE插入到旧的TE中而提前形成终止密码子,造成转座元件片段化,导致结构基因不能形成转座所需的完整蛋白,不具备转座活性。本研究首先利用生物信息学分析Copia和Gypsy转座元件在亚洲棉(AA)、雷蒙德氏棉(DD)和陆地棉(AADD)中的所占比例、序列组成和三维结构,推测Copia蛋白在棉花中的可能生物学功能,然后利用染色质免疫共沉淀技术和高通量测序技术,研究Copia蛋白在亚洲棉和陆地棉中与功能基因的结合活性以及结合位置,并通过质谱技术,借助Copia结构基因在酵母中的表达,分析预测Copia结构基因在棉花中的表达模式以及生物学功能。论文主要研究结果如下:(1)根据对棉花基因组TE的数据分析,发现LTR类反转录转座子(Copia+Gypsy)在棉花中所占比例由高至低分别为亚洲棉、陆地棉和雷蒙德氏棉。只有少量的Copia转座元件的功能区在棉花叶片、胚珠和发芽的种子中能够表达,在RNA-seq数据中只有IN和RT结构域编码的转录本能鉴定到。亚洲棉和陆地棉中Copia转座元件中的IN和RT结构域的序列同源性均超过90%。(2)通过RT-qPCR对RT和IN两个保守结构域进行定量分析,结果显示这两个结构域在亚洲棉中的转录水平较陆地棉更高。通过特异性抗体anti-copiaRT进行免疫印迹实验,发现IN和RT两个结构域可能作为一个蛋白一起表达。利用特异性抗体anti-copiaRT进行ChIP实验,发现IN和RT蛋白优先结合在功能基因的第一个外显子上。(3)在亚洲棉中克隆到完整的Copia结构基因,全长3957 bp,编码1318个氨基酸,将Copia结构基因转化毕赤酵母,目的基因成功表达。将表达产物进行质谱分析,发现插入Copia结构基因后,酵母自身蛋白表达量发生了变化。综合所有的实验结果,Copia转座元件结构基因的表达,不仅是转座机制中的重要一环,也可能除转座功能外,通过其他方式调控棉花功能基因的表达。