陳婭欣，周明兵

（浙江農(nóng)林大學(xué) 省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 311300）

轉(zhuǎn)座子(transposable elements, TEs)是一種自私的基因組“寄生蟲(chóng)”，能夠增加拷貝數(shù)并改變其在宿主基因組中的位置[1]。轉(zhuǎn)座子由于具有突變的可能，會(huì)對(duì)鄰近基因表達(dá)產(chǎn)生潛在的危害，并導(dǎo)致染色體重排，對(duì)基因組的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅[2?4]。轉(zhuǎn)座子根據(jù)其轉(zhuǎn)座中間產(chǎn)物被分為2類(lèi)，其中Ⅰ類(lèi)轉(zhuǎn)座子包括復(fù)制黏貼式反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposons, REs)[5]，Ⅱ類(lèi)轉(zhuǎn)座子包括剪切黏貼式轉(zhuǎn)座子[6]。Ⅰ類(lèi)轉(zhuǎn)座子根據(jù)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可以分為 LTR類(lèi)(long terminal repeat retrotransposons)[6]、DIRS類(lèi) (dictyostelium intermediate repeat sequence elements)[7]、PLE類(lèi) (penelope-like elements)[8]、LINE類(lèi) (long interspersed nuclear elements)[9]、SINE類(lèi)(short interspersed nuclear elements)[10]。其中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是至今為止研究最多的一類(lèi)[6]。LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子具有4個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第一，在序列兩端有1對(duì)靶位點(diǎn)重復(fù)序列(target site repeats，TSD)，約4～6 bp[11]；第二，5′端和3′端有1對(duì)長(zhǎng)為幾十到幾千bp不等高度相似的長(zhǎng)末端重復(fù)序列[12]；第三，LTR主要包括GAG衣殼蛋白編碼區(qū)和POL多蛋白編碼區(qū)(polyprotien)，其中POL包括RH核糖核苷酸酶(ribonuclease h，RNaseH)、RT反轉(zhuǎn)錄酶(reverse transcriptase)、INT整合酶(integrase)和AP蛋白酶(aspartic proteinase)。還有一些Retrovirus和ENV超家族(superfamily)的LTR含有ENV序列(envelope protein, EN或ENV)[13]；第四，在5′端附近有1個(gè)引物結(jié)合位點(diǎn)(primer binding site，PBS)，可調(diào)控其基因組RNA反轉(zhuǎn)錄所必需的tRNA引物，它以染色體外線性DNA(extrachromosomal linear DNA, eclDNA)的形式產(chǎn)生LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子生命周期中間體。在3′端附近有1個(gè)富嘌呤位點(diǎn)(poly purine trait，PPT)[14]，協(xié)助反轉(zhuǎn)錄的完成。根據(jù)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子開(kāi)放閱讀框(open reading frames，ORF)的完整性分為自主LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和非自主LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子[15]。自主LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子又可以根據(jù)POL中RT、INT和RH編碼序列的排列方式，分為T(mén)y1-copia 超家族(5′-INT-RT-RH-3′)和Ty3-gypsy超家族(5′-RH-RH-INT-3′)[16]。根據(jù)每個(gè)超家族的序列同源性(80-80-80的分類(lèi)規(guī)則[17])可以分為不同的家族。根據(jù)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的同源性、蛋白結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系可以劃分為不同的譜系，如梨Pyrus基因組中 被劃分為 Ale、Ivana、Bianca、Angela、Tar、Tat、Athila、Renia、Crm、Galadriel、Tekay等11個(gè)譜系[18]。LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的活性包括轉(zhuǎn)錄活性和轉(zhuǎn)座活性。轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)座的第1步，許多LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在植物雜交、多倍體化或在環(huán)境挑戰(zhàn)下發(fā)生去甲基化，被轉(zhuǎn)錄激活[19]。轉(zhuǎn)座活性不僅包括轉(zhuǎn)錄活性，還受轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，如植物基因組為了抑制轉(zhuǎn)座子的活性通過(guò)轉(zhuǎn)錄基因沉默(transcriptional gene silencing, TGS)機(jī)制抑制它們的能力[20]。如果TGS得到緩解，則受21～22個(gè)核苷酸作用的轉(zhuǎn)錄后基因沉默機(jī)制(post-transcriptional gene silencing, PTGS)會(huì)將靶向轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄物進(jìn)行降解[21]，所以在實(shí)驗(yàn)條件下LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子很難被轉(zhuǎn)座激活。在整個(gè)植物王國(guó)中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的進(jìn)化特別成功，不斷復(fù)制轉(zhuǎn)座，導(dǎo)致基因組大小增加，基因組尺寸產(chǎn)生差異。在被子植物基因組之間由于幾個(gè)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族的擴(kuò)增，產(chǎn)生一些巨大的基因組。例如2 400 Mb玉米Zeamays[22]和400 Mb水稻Oryzasativa[23]的基因組中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族數(shù)相同，但是玉米基因組中5個(gè)譜系的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)較高。即使是親緣關(guān)系很近的品種，LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子也會(huì)促使它們的基因結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大差異。如玉米與大芻草Zeamexicana是近親，但是大芻草的基因組比玉米大1倍[24]。LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在植物基因組中處于動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，不僅會(huì)擴(kuò)增，也會(huì)丟失，不平衡重組(illegitimate recombi nation)和非法重組(unequal recombination)活動(dòng)就是丟失的主要原因[25?26]。不平衡重組和非法重組的產(chǎn)物主要包括含有TSD位點(diǎn)的solo LTR，不含TSD位點(diǎn)的Truncated LTR[27]。預(yù)測(cè)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子可以通過(guò)4種方式[28]：比較基因組法(comparative genomic methods)[29]、重復(fù)序列從頭算起法(de novo repeat discovery)[30]、同源比對(duì)法 (homology-based methods)[31]、基于結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)法 (structure-based methods)。基于結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)法是通過(guò)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的序列結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)座機(jī)制分析來(lái)捕獲，如LTR_STRUC、LTR_FINDER、LTRharvest、LTR_par、LTR_Rho等[32]。毛竹Phyllostachysedulis具有較高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，其種植面積在中國(guó)的竹子總種植面積(443 萬(wàn)hm2)中占73.76%[33]。2018年第2版毛竹基因組的公布[34]為深入分析毛竹基因組中LTR反轉(zhuǎn)座子提供了良好的條件。本研究運(yùn)用了LTRharvest的方法[35]，對(duì)第2版毛竹基因組中的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)、在基因組中的分布特征、插入時(shí)間等進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期能了解毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子對(duì)基因組的影響。

1 材料與方法

1.1 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的鑒定與分類(lèi)

第2版毛竹基因組序列、基因組注釋文件來(lái)自毛竹基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(http://bamboo.bamboogdb.org/#/download)[34]。先利用LTRharvest軟件[35]預(yù)測(cè)毛竹基因組LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，利用cd-hit根據(jù)80-80-80的分類(lèi)規(guī)則[17]進(jìn)行序列同源性聚類(lèi)，然后利用LTRdigestion[36]注釋各個(gè)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)域。接著根據(jù)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的POL編碼區(qū)RT、INT和RH的順序?qū)⑵浞譃門(mén)y1-Copia(INT-RT-RH)和Ty3-Gypsy (RT-RH-INT)2個(gè)超家族[16]。根據(jù)序列中的GAG和POL編碼區(qū)與Gypsy Database 2.0網(wǎng)站中(http://gydb.org/index.php/Phylogeny: POL_LTR_retroelements)植物典型的 Tork、Reftrofit、Sire、Oryco、Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel和Athila 譜系對(duì)應(yīng)編碼區(qū)的同源性，進(jìn)一步將2個(gè)超家族分為10個(gè)譜系[35]。最后利用RepeatMakser軟件分析LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在毛竹基因組中的含量[31]。

1.2 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子插入時(shí)間計(jì)算

使用MA等[37]對(duì)每條結(jié)構(gòu)完整的毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間進(jìn)行計(jì)算：①對(duì)每條結(jié)構(gòu)完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的兩端LTR序列利用MUSCLE軟件[38](使用默認(rèn)參數(shù))進(jìn)行比對(duì)；②利用JUCKESCANTOR的方法[39]計(jì)算堿基突變頻率(K)；③利用公式T=K/(2r)計(jì)算插入時(shí)間，T表示時(shí)間，r表示生物鐘，r=1.3×10?8bp·a?1[37]。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛竹中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的鑒定和分類(lèi)

由表1所示：得到1 014 565條LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，占整個(gè)毛竹基因組的54.97%。毛竹中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子比例與其他基因組相比，低于玉米基因組的70.1%[22]，相近于高粱Sorghumbicolor基因組的55%[40]，遠(yuǎn)高于水稻基因組的26%[23]。其中兩端具有完整LTR序列，編碼結(jié)構(gòu)域完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(full-length LTR)有7 731條，兩端具有完整LTR序列，編碼結(jié)構(gòu)域不完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(solo LTR)有13 656條(其余不含TSD位點(diǎn)的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子忽略不計(jì))。然后按照WICKER等[16]提出的真核生物轉(zhuǎn)座子的分類(lèi)方法，將blastn(all-vs-all)的方法和80-80-80的規(guī)則相結(jié)合，對(duì)7 731條完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)行分類(lèi)，共分為1 562個(gè)家族。

毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子分為T(mén)y1-copia和Typ3-gypsy 2個(gè)超家族，在1 562個(gè)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族中有819個(gè)家族屬于Ty1-Copia 超家族，共包括433 137條序列，長(zhǎng)度為400 788 135 bp，占毛竹基因組的21.01%。743個(gè)家族屬于Ty3-Gypsy超家族，共包括581 429條序列，長(zhǎng)度為647 905 081 bp，占毛竹基因組的33.96%(表2)。Ty3-gypsy與Ty1-copia數(shù)量之比為1.3∶1.0，低于大豆Glycinemax(1.4∶1.0)[19]和玉米 (1.6∶1.0)[22]，遠(yuǎn)低于水稻 (4.9∶1.0)[41]和高粱 (3.7∶1.0)[40]，但遠(yuǎn)高于苜蓿Medicagosativa(0.3∶1.0)[42]。

根據(jù)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子不同家族之間的進(jìn)化關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征，Ty1-copia超家族和Ty3-gypsy超家族可以被分為多個(gè)不同的譜系[42?43]。根據(jù)Gypsy Database2.0[37]中植物典型的譜系序列特征，對(duì)毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)行分類(lèi)，將Ty1-copia超家族分為4個(gè)譜系，分別為T(mén)ork、Retrofit、Sire、Oryco；Ty3-gypsy超家族分為6個(gè)譜系，分別為Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel、Athila。其中Tork包含236個(gè)家族，Reftrofit包含342個(gè)家族，Sire包含136個(gè)家族，Oryco包含105個(gè)家族，Del包含207個(gè)家族，Reina包含249個(gè)家族，Crm包含47個(gè)家族，Tat包含238個(gè)家族，Galadriel包含1個(gè)家族，Athila包含1個(gè)家族。在Ty1-copia超家族的4個(gè)譜系中，Sire的含量最高(達(dá)11.01%)，緊隨其后的是Tork(6.51%)。在 Ty3-gypsy超家族的 4個(gè)譜系中，Del的含量最高 (達(dá) 17.51%)，緊隨其后的是Tat(12.06%)(表1)。Tat和Del在植物中普遍存在并且是植物所特有的。ENV域在Sire中被識(shí)別，CHR域在Del和Reina中被識(shí)別(表1～2)。

表 1 毛竹 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子超家族分類(lèi)Table 1 Classification of LTR retrotransposons superfamily of moso bamboo genome

表 2 毛竹 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子譜系特征Table 2 Structure of LTR retrotransposon family of moso bamboo

2.2 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的PBS偏好性及LTR序列長(zhǎng)度分析

在轉(zhuǎn)座過(guò)程中，PBS是LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子反轉(zhuǎn)錄開(kāi)始的重要位點(diǎn)，因?yàn)長(zhǎng)TR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子開(kāi)始反轉(zhuǎn)錄時(shí)tRNA會(huì)結(jié)合到RNA的PBS處，然后通過(guò)反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA[45]。不同超家族和譜系的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子對(duì)PBS具有不同的偏好性。由表3所示：MetCAT24是轉(zhuǎn)座子反轉(zhuǎn)過(guò)程中使用頻率最高的PBS位點(diǎn)，占4.05%，比其他的位點(diǎn)要高，其次是LysTTT和LysTTT10。表3中Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族對(duì)PBS位點(diǎn)的偏好性呈相反趨勢(shì)，MetCAT24是Ty1-copia超家族中使用最多的PBS位點(diǎn)，LysTTT是Ty3-gypsy超家族使用最多的PBS位點(diǎn)，但在Ty1-copia超家族中頻率很低，僅有1個(gè)。LTR序列是LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子中特有的，它們位于LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的5′端和3′端，是一對(duì)高度相似的序列，通常較長(zhǎng)的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子具有更長(zhǎng)的LTR序列，結(jié)構(gòu)也更加完整。所以把5′端LTR作為參照，對(duì)LTR序列長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1顯示。對(duì)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子而言，LTR序列長(zhǎng)度與其全長(zhǎng)序列的長(zhǎng)度成正比。

表 3 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 PBS 使用統(tǒng)計(jì)Table 3 Usage status of PBS in LTR retrotransposons

圖 1 LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子全長(zhǎng)與LTR序列長(zhǎng)度的相關(guān)性Figure 1 Correlation of length between LTR and LTR retrotransposons

2.3 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間分布

對(duì)21 387個(gè)含有TSD位點(diǎn)的毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖2和圖3所示。毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間集中于0～2.0 Ma，其中插入最旺盛的是在1.0～1.5 Ma，有4 426 個(gè)，占21.06%，插入較少的是在3.0 Ma之前，有891個(gè)，僅占2.61%，插入時(shí)間為0的有508個(gè)(占1.4%)，說(shuō)明這部分LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子可能還具有轉(zhuǎn)座潛力。Del轉(zhuǎn)座頻率最高，有4 777個(gè)拷貝，占22.62%，且在0.5～1.5 Ma轉(zhuǎn)座活動(dòng)最為旺盛，其次為Sire和Tat。而Retrofit、Oryco、Reina、Crm轉(zhuǎn)座頻率都較低，Retrofit最低，僅有1 527個(gè)拷貝，占6.91%。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明毛竹基因組中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在0～2.0 Ma內(nèi)大量復(fù)制增長(zhǎng)，且還處于不斷增長(zhǎng)的狀態(tài)，但增長(zhǎng)趨勢(shì)在減弱。

圖 2 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子各個(gè)譜系的插入時(shí)間Figure 2 Insertion time distribution of different lineages of moso bamboo LTR retrotransposons

圖 3 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子超家族的插入時(shí)間Figure 3 Insertion times of superfumily of moso bamboo LTR retrotransposons

3 討論

3.1 第2版毛竹基因組的公布提高有助于LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子準(zhǔn)確鑒定

HU等[46]利用第1版毛竹基因組數(shù)據(jù)分析了LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的分布結(jié)構(gòu)和進(jìn)化模式。但由于第1版毛竹基因組數(shù)據(jù)的碎片化嚴(yán)重，限制了對(duì)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的完整預(yù)測(cè)。毛竹第2版基因數(shù)據(jù)的覆蓋范圍、精準(zhǔn)度都有所提高，完整性達(dá)95.2%[34]，相比玉米(92.2%)[22]要高，與水稻(95.6%)[23]接近，所以本研究的結(jié)果準(zhǔn)確性較高。然而，LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是一種重復(fù)序列[47]，軟件無(wú)法準(zhǔn)確逐條識(shí)別，產(chǎn)生假陰性。在不同的基因組中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子所占的比例不同，如在酵母基因組中占3%[48]，在玉米基因組中占70.1%[22]，分布特點(diǎn)也有所差異，且基因組中還存在其他重復(fù)序列，所以也很容易產(chǎn)生假陽(yáng)性。因此，利用較完整的毛竹第2版基因組，能在一定程度上避免誤差。

在本研究中，通過(guò)對(duì)第2版毛竹基因組的注釋共得到1 014 565條LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(表1)，占基因組的54.7%，較對(duì)第1版毛竹基因組注釋的結(jié)果(1 954 616，39.83%，不包括未知LTR)數(shù)量有所下降，比例有所上升。對(duì)7 731條結(jié)構(gòu)完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)行家族分類(lèi)，共劃分為1 562個(gè)家族，較第1版(959個(gè))也有所上升。通過(guò)對(duì)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)完整性判斷，solo-LTR較完整LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子比例更高(S/F為1.77)，說(shuō)明可能毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子不平衡重組和非法重組的活動(dòng)頻率較高，這可能是由于毛竹基因組在不斷進(jìn)化的過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)座子產(chǎn)生抑制，碎片化嚴(yán)重。但在第1版毛竹基因組中完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的占比更高(S/F為0.28)，這是由于第1版基因組不完整所以信息顯示不全面?？偟膩?lái)說(shuō)，第2版毛竹基因組在轉(zhuǎn)座子的注釋、鑒定、家族和超家族的分類(lèi)等方面都相比第1版毛竹基因組更加準(zhǔn)確，但是依然存在數(shù)萬(wàn)條短的組裝碎片，因此本研究對(duì)毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的注釋仍是保守值，隨著毛竹基因組的更加完善會(huì)有更多的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子被發(fā)現(xiàn)。

3.2 不同譜系的毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在進(jìn)化過(guò)程中具有不同的分化和擴(kuò)增活性

根據(jù)Gypsy Database 2.0網(wǎng)站中植物典型的譜系序列特征，毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子共分為Sire、Oryco、Retrofit、Tork、Crm、Del、Reina、Tatol、Galadriel、Athila 等 10 個(gè)譜系。其中 Retrofit、Reina和Tat是數(shù)量最多的3個(gè)譜系。Galadriel和Athila在植物界中雖然廣泛存在[15]，但在毛竹基因組發(fā)現(xiàn)較少。一方面可能是Athila的大小通常為8.5～12.0 kb，并且具有相對(duì)較長(zhǎng)的LTR序列(1.5～2.5 kb)，很難被LTRhavest程序識(shí)別[35]；另一方面，毛竹基因組的不完整和碎片化，可能會(huì)遺漏Galadriel和Athila。

將毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的譜系與水稻[47]、擬南芥Arabidopsisthaliana[49]進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)毛竹的10個(gè)譜系包含了雙子葉植物和單子葉植物共同的進(jìn)化特征，這是它們分裂后分化的結(jié)果[50]，其中Tork是例外，它在毛竹、水稻、擬南芥中并無(wú)明顯差異，這表明Tork相對(duì)其他譜系更加保守。并且毛竹與水稻亞科在LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子都為多拷貝和多進(jìn)化譜系并存，而擬南芥的譜系數(shù)則相對(duì)較少[49]，這可能是由于不同進(jìn)化速率導(dǎo)致的結(jié)果。

在不同譜系之間，LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子增殖差異較大。在毛竹Ty1-copia超家族中，Retrofit的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族數(shù)量最多(342個(gè))，但拷貝數(shù)僅占15.78%，相比之下，Sire只有136個(gè)家族，拷貝數(shù)卻達(dá)11.1%，占比最高。這種情況在Ty3-gypsy超家族更為顯著，Reina包含249個(gè)家族，拷貝數(shù)卻僅占2.06%，Crm只有47個(gè)家族，拷貝數(shù)所占比例比Reina還高一些。各譜系中LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的數(shù)量反映了它們最近的擴(kuò)增情況，而各譜系中家族的數(shù)量則代表了歷史上不同的分化情況。因此，不同譜系的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在進(jìn)化過(guò)程中具有不同的分化和擴(kuò)增活性。

3.3 毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子插入時(shí)間主要集中在0～2.0 Ma

LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子兩端的LTR序列是相同的，但在不斷轉(zhuǎn)座過(guò)程中，LTR序列會(huì)發(fā)生突變并分化，根據(jù)剪輯替換速率，可以得出LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間[31]。毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間在0～1.5 Ma呈直線式遞增，但在大于1.5 Ma呈指數(shù)衰減，總體上呈現(xiàn)拋物線形式，與小麥Triticum aestivum[51]、桑樹(shù)Morusnotabilis[52]類(lèi)似，這說(shuō)明毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的插入時(shí)間主要集中于0～2.0 Ma，在1.5 Ma處于轉(zhuǎn)座活動(dòng)爆發(fā)期，但其增長(zhǎng)趨勢(shì)處于回縮的狀態(tài)。

毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在大于5.0 Ma區(qū)域缺失，可能原因：第一，5.0 Ma之前的老LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子與年輕的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子發(fā)生重組，所以無(wú)法識(shí)別[42]；第二，根據(jù)PENG等[33]的研究，在7.0～12.0 Ma中，毛竹基因組發(fā)生了四倍體事件，之后又不斷進(jìn)化為二倍體，在這個(gè)過(guò)程中毛竹基因組經(jīng)歷了較大的選擇壓力，所以5.0 Ma之前的毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在基因組中被刪除或嚴(yán)重破壞，無(wú)法通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和同源性比對(duì)來(lái)鑒定。