牛亚科物种TRs分布特点及着丝粒区卫星DNA进化研究

张 瑞，马 钧，陈 燕，张天留，范婷婷，朱 波，张路培，徐凌洋，高会江，李俊雅，高 雪

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，牛遗传育种创新团队，北京 100193)

串联重复序列(tandem repeats sequence，TRs)是指核心重复单元以首尾相连的方式多次重复所组成的序列，对细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体的分离及结构稳定起到至关重要的作用[1-2]。根据重复单元的长度不同，TRs可分为3大类，即卫星DNA(satellite DNA)(>100 bp)、微卫星DNA(microsatellite DNA)(≤6 bp)和小卫星DNA(minisatellite DNA)(7～100 bp)[3-4]。微卫星和小卫星DNA为中度串联重复，主要位于基因组非编码区、内含子和常染色质区域，具有高度多态性，因此常被用来构建个体DNA指纹图谱[5]、评估遗传多样性[6-9]、分析种群结构[10-11]或鉴定个体间亲缘关系[12-14]；而卫星DNA为高度串联重复序列，是异染色质的重要组成部分，主要集中在着丝粒区、端粒区附近以及Y染色体上[15-16]。研究表明，着丝粒区的卫星DNA参与牛科物种染色体融合[17]；卫星DNA序列变化加速物种和群体分化[18]；因此，可用卫星序列在组成、物理位置的变化来推断物种及染色体的进化关系[19-20]。

TRs的碱基改变、扩张收缩和大片段复制都会影响着丝粒和近着丝粒区序列快速进化[21]。Melters等[22]利用生物信息学方法对不同物种的TRs进行比较分析，结果表明，几乎所有动植物基因组的着丝粒区都存在高拷贝的卫星序列，且在物种间快速进化，但当分化时间超过5 000万年，其序列相似度迅速降低。1978年，Macaya等[23]利用密度梯度离心法从牛基因组中分离出包括1.709、1.715、1.723、1.720a、1720b、1.711a、1.711b、1.706在内的8种卫星DNA，其中1.720、1.711、1.706卫星序列相似性较高。1982年，Taparowsky和Gerbi[24]提出了卫星序列进化的假设模型，并将卫星DNA分成了A、B两大家族，家族A包括1.706、1.711a、1.720，家族B则包括1.715、1.711b。1……