[发明专利]一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA及其筛选方法和应用

说明书

本发明提供了一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA及其筛选方法和应用，涉及生物技术领域。本发明提供了一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA，通过对健康和线粒体损伤下的银杏树木维管形成层进行检测与鉴定所得。经试验证实可知，本发明所述的[TAR1supgt;circle/supgt;]与银杏维管形成层线粒体逆行信号转导高度相关，通过对该eccDNA的研究，可进一步揭示eccDNA参与植物线粒体逆行信号转导的分子机制，并为植物响应线粒体损伤的潜在生物标志物提供eccDNA参考标准。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA及其筛选方法和应用。

背景技术

DNA作为生命的遗传物质，分为线性和环状两种。染色体外环状DNA(Extrachromosome circular DNA，eccDNA)是一种可以自主复制的、不同于常规染色体的环状DNA分子，已在许多生物体中发现，包括动物和植物。最新的研究进展揭示了eccDNA的来源、形成及功能，它对疾病的发生，尤其是癌症，以及基因扩增、剂量补偿、生物体耐药性都具有重要的作用。

木材是植物产生的最丰富的生物质，主要用于建筑，制浆和造纸，是地球上最重要的自然和可再生资源之一。维管形成层细胞分裂产生的树木生长称为“次生生长”，导致次生维管组织、次生韧皮部和木质部(即木材)的产生，维管形成层的发育对木材质量尤为重要。由于这种通过次生生长产生巨大木质体的独特能力，树木占地球陆地生物量的90％以上，是生物燃料、纤维、实木制品和各种天然化合物的主要原料。考虑到森林面积的减少，对这些木材产品和木材能源的需求预计将持续增加，并满足不断增长的人口对建筑和纤维的需求，这就要求未来的林业必须实现更高的树木生物生产力，以及更有效地利用和回收它们作为森林产品生产的生物量。为了使生物材料成为其他土地用途的经济可行的替代品，并与化石燃料等不可再生资源相比具有成本竞争力，深入研究树木维管形成层的调节机制，最大限度地提高产量和修改所生产生物材料的化学成分至关重要。然而，近年来关于维管形成层的研究大部分集中在形态学、解剖学方面，对木材形成的细胞和分子调控仍然知之甚少。而下一代测序和表观遗传学的快速发展，为探索植物维管形成层中eccDNA的分子机制提供了便利，这将有助于我们进一步理解树木维管形成层发育过程中的调控机制，为银杏维管形成层中这些神秘的分子提供了一个前所未有的视角。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA，所述染色体外环状DNA为[TAR1^circle]，与银杏维管形成层线粒体损伤高度相关，有利于揭示eccDNA参与植物线粒体逆行信号转导的分子机制。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种银杏维管形成层线粒体损伤相关的染色体外环状DNA，所述染色体外环状DNA为[TAR1^circle]，所述[TAR1^circle]的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明提供了上述的染色体外环状DNA在植物线粒体逆行信号转导中的应用，所述染色体外环状DNA与银杏维管形成层线粒体损伤高度相关。

本发明还提供了上述染色体外环状DNA的筛选方法，所述筛选方法包括如下步骤：

提取银杏样品中的基因组DNA，经消化后进行滚环扩增得到eccDNA，将所述的eccDNA打断、纯化、扩增后得到富集eccDNA，并利用所述富集eccDNA构建Circle-seq文库；对所得的文库进行双端测序，得到的序列信息经过滤差异表达、基因注释后得到筛选后的eccDNA；

对筛选后的eccDNA进行反向PCR扩增，所得产物即得所述染色体外环状DNA-[TAR1^circle]。

优选的，所述的银杏样品为健康和线粒体损伤的银杏维管形成层样品。