浙江近无柄雅榕古树叶绿体基因组特征分析

以一株浙江近无柄雅榕古树为研究对象,通过Illumina HiSeq测序平台对其叶绿体基因组进行了测序,分析了其叶绿体基因组结构特征及其近缘种间关系。结果表明:近无柄雅榕叶绿体DNA全长160 292 bp,具有典型的环状结构,由4个区域组成,包括1个大单拷贝区(large single copy,LSC)、1个小单拷贝区(small single copy,SSC)和一对分开的反向重复区域(inverted repeat,IR),LSC、SSC、IR的长度分别为88 565、20 145和25 791 bp;共注释出118个基因,其中包括4个rRNA基因、31个tRNA基因和83个蛋白质编码基因;共检索到68个SSR,其中包括11个复合型SSR、52个单碱基重复、4个二碱基重复和1个三碱基重复;与蛋白质编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,在所有密码子中编码亮氨酸(Leu)的密码子最多;在系统发育树上,近无柄雅榕与已报道的菩提树亲缘关系最近,同源性达99%以上。     

暴马丁香的叶绿体基因组特征分析

为了解暴马丁香的叶绿体基因组的特征,本研究分析该叶绿体基因组结构和基因构成特征,并进行系统演化基因组分析.结果表明:(1)暴马丁香叶绿体基因组的功能基因有132个,其中包括8个rRNA基因,36个tRNA基因和88个蛋白编码基因.(2)在暴马丁香叶绿体基因组的密码子组成中,RSCU值>1的密码子有30个,其中以A/U碱...     

毛茛铁线莲叶绿体全基因组解析及系统发育分析

为了解析药用植物毛茛铁线莲的叶绿体全基因组特征及系统发育位置,利用高通量测序技术对毛茛铁线莲叶片样品进行测序,并对毛茛铁线莲叶绿体基因组进行组装、注释和特征分析,采用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)及贝叶斯法(BI)构建分子系统发育树.结果表明,毛茛铁线莲的叶绿体基因组为典型的四分体结构,全长159 741 bp,共编码112个基因,包括79个蛋白编码基因、29个tRNA基因和4个rRNA基因;毛茛铁线莲叶绿体基因组共含有84个简单重复序列,以单核苷酸重复基序居多,共57个;毛茛铁线莲叶绿体基因组使用频次最高的氨基酸是亮氨酸;基于叶绿体全基因组构建的MP,ML和BI树,拓扑结构基本一致;铁线莲属是明显的单系类群,与银莲花属关系最近,毛茛铁线莲与绣球藤亲缘关系最近.     

红腹锦鸡线粒体基因组全序列及其结构分析

采用PCR扩增方法测定红腹锦鸡Chrysolophus pictus线粒体基因组全序列:序列全长16 678 bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA基因.基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构都与绝大多数鸟类相同或相近.红腹锦鸡线粒体基因组碱基组成分别为:A(30.4％)、T(24.8％)、C(31.2％)、G(13.6％).总的A+T含量为55.2％.除了COⅠ基因起始密码子是GTG,其余12个蛋白质编码基因的起始密码子都是ATG.tRNA基因核苷酸长度为65～76 nt,12S rRNA和16S rRNA基因分别为968和1 604 nt.     

钝齿蟳线粒体基因组全序列测定及系统发育分析

线粒体基因组全序列为更好地理解分子进化和系统发育关系提供了重要信息。本研究首次测定了钝齿蟳的线粒体基因组全序列,其全长为15 910 bp,包括13个蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因和1个控制区。整个线粒体基因组的核苷酸组成为33.8%A、36.4%T、11.1%G及18.7%C,具有明显的AT偏向性(70.2%)。所有蛋白编码基因以ATN作为起始密码子,绝大多数蛋白编码基因以TAG或TAA作为终止密码子,少数以不完全密码子(T-)作为终止。除tRNA-Ser_1和tRNA-Thr分别缺失二氢尿嘧啶臂(DHU臂)和TΨC环外,其余所有的tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。系统发育分析结果显示,蟳属所有物种都聚为一个类群,并与短桨蟹属有着最近的亲缘关系。这些结果将有助于更好地了解钝齿蟳线粒体基因组序列特征,并为研究梭子蟹科的系统发育关系奠定基础。     

三种螳蛉线粒体基因组及脉翅目系统发育分析

通过PCR结合引物步移法测定日本螳蛉Mantispajaponica、汉优螳蛉Eumantispa harmandi和铜头螳蛉Euclimacia badia的全线粒体基因组,并进行序列分析。结果表明:日本螳蛉、汉优螳蛉和铜头螳蛉的全线粒体基因组长度分别为16 106、15 741和15 899bp,基因组成和排列与其他已测脉翅目昆虫一致,均包括13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个转运RNA基因(tRNA)、2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的A+T富集区。蛋白质编码基因除COⅠ以ACG作为起始密码子外,其余基因均以ATN作为起始密码子;除COⅠ、COⅡ、ND5、ND4以不完整的T作为终止密码子外,其他基因终止密码子均为完整的TAA。汉优螳蛉的22个tRNA均形成典型的三叶草形二级结构;而日本螳蛉和铜头螳蛉的21个tRNA形成典型的三叶草形二级结构,仅trnSAGN二级结构缺失DHU臂,在该位置形成1个环。A+T富集区位于rrnS和trnI-trnQtrnM之间,长度分别为1 281、936和1 092bp,并在该区域存在一些串联重复序列及1个茎环结构。基于13个蛋白质编码基因数据集,采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)对脉翅目进行初步的系统发育分析,结果显示两种系统树拓扑结构一致,符合以往形态学和分子分类的研究结论,支持螳蛉科的单系性,但不支持蚁蛉科的单系性。     

黄杨绢野螟和四目扇野螟全线粒体基因组的测定与分析

通过PCR结合引物步移法测定了黄杨绢野螟Diaphaniaperspectalis(Walker,1859)和四目扇野螟Pleuroptya inferior(Hampson,1898)的全线粒体基因组序列,并对二者进行了初步分析。结果显示:黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组全长分别是15 249bp和15 348bp,基因的组成和排列与其他已公布的螟蛾总科昆虫相同,均由13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个转运RNA基因(tRNA)、2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的A+T富集区组成。13个蛋白质编码基因除COⅠ以CGA作为起始密码子外,其余均以ATN作为起始密码子。对于终止密码子的使用,除COⅠ、COⅡ、ND5存在不完全终止密码子T或TA外,其他均为完全终止密码子TAA。21个tRNA基因均可形成典型的三叶草二级结构,只有tRNASer(AGN)比较特殊,其二级结构缺失DHU臂,在该位置形成了一个环。黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组的A+T富集区位于12S rRNA和tRNAMet之间,长度分别为344bp和366bp,A+T含量明显高于线粒体基因组中37个编码基因。此外,A+T富集区还存在一些保守序列、poly-T和poly-A结构以及串联重复序列。基于13个蛋白质编码基因采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)对螟蛾总科10个亚科进行初步的系统进化分析,两种结果均符合以往形态学和分子数据的研究结果。     

灰胸竹鸡和棕胸竹鸡的线粒体基因组结构分析及比较

竹鸡属包括灰胸竹鸡（Bambusicola thoracica）和棕胸竹鸡（B. fytchii）两种鸟类。两种竹鸡线粒体基因组全长为16726 bp,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA和1个控制区。基因排列顺序与红原鸡（Gallus gallus）一致,属于典型的鸟类排列顺序;碱基组成存在明显的AT偏向性。两种竹鸡线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的序列长度和终止密码子都完全一样,但部分编码基因的起始位置以及起始密码子存在差异;两种竹鸡的线粒体基因组基因排列紧密;两种竹鸡线粒体全基因组序列之间共有1132个变异位点,其中缺失位点24个,遗传距离为0.071。     

14种帘蛤科贝类线粒体基因组特征与系统进化分析

利用从genbank数据库摘录了帘蛤科Veneridae的14种贝类的线粒体基因组全序列,分析其特征,并研究帘蛤科贝类分子系统进化关系。结果显示,A+T碱基含量高于G+C碱基含量,线粒体基因组表现出明显的碱基偏倚现象。对蛋白质编码基因分析,ATG并不是唯一的起始密码子,终止密码子有TAA和TAG两种;密码子组成表现出亲缘关系近的密码子组成差异较小,而亲缘关系远的差异较大。研究还发现14个物种线粒体基因排列顺序存在差异,有基因重排现象和ATP8基因缺失现象,可能是和物种生活环境有关。选取巴非蛤属的和蔼巴非蛤,真曲巴非蛤,织锦巴非蛤,波纹巴非蛤来研究帘蛤科贝类线粒体基因组选择压力,结果表明其12种蛋白质编码基因的Ka/Ks均介于0和1之间,表明基因受到纯化选择作用。基于线粒体基因组序列计算的遗传距离和构建的NJ系统发育树所得结论与传统形态分类基本一致,说明线粒体基因适合作为帘蛤科系统发育的研究手段。     

兰州鲇线粒体基因组序列结构及系统发育分析

利用GenBank中欧洲鲇的线粒体基因组序列, 设计出6对引物, 通过PCR扩增产物直接测序和引物行走(primer walking)法测定了兰州鲇的线粒体基因组序列, 并对其进行结构分析。兰州鲇线粒体基因组序列全长16524 bp, 包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和1个非编码区。用最大似然法对鲇形目11种鲇鱼线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的核苷酸序列进行系统发育分析。结果显示, 兰州鲇首先跟其他鲇科鱼类聚为一支, 形成一个单系群, 位于系统发育关系树的中部。     

扬子鳃蛭线粒体基因组全序列测定及其系统学地位——基于Pacbio和Illumina技术

利用Illumina和Pacbio测序技术对扬子鳃蛭（Ozobranchus jantseanus）线粒体基因组全序列进行测序及注释，并与NCBI数据库中蛭纲（Hirudinea）其他物种的线粒体全序列的排列方式和系统进化关系进行了比较，以确定其系统学地位.结果显示：获得的线粒体基因组序列长度为14 868 bp，蛋白编码基因存在2种起始密码子，分别为ATG和ATT；终止密码子共有4种，分别为TAA，TAG，TA和T；蛭纲10个物种的线粒体基因组全序列基因排序可分为2种类型，其差异表现在tRNAs的互换和长非编码区的长度的不同；扬子鳃蛭所属的吻蛭目（Rhynchobdellida）均为b型，绝大部分无吻蛭目（Arhynchobdellida）的排列方式为a型.基于蛭纲物种的13个蛋白编码基因(PCGs)的Neighbor-Joining（NJ）树进化分析显示，扬子鳃蛭与其他吻蛭目物种聚类.     

鹅耳枥属树种叶绿体基因组结构及变异分析

【目的】了解鹅耳枥属(Carpinus)树种叶绿体基因组基因组成及结构特征,为鹅耳枥属的系统发育及基因组进化研究提供参考。【方法】获取鹅耳枥属16个树种的叶绿体基因组,对其进行基因注释,利用生物信息学方法比较叶绿体基因组间的结构特征与变异程度,并以麻栎(Quercus acutissima)为外类群分析了鹅耳枥属的系统发育关系。【结果】鹅耳枥属16个树种的叶绿体基因组均为双链环形结构,均包含1个长单拷贝区(LSC)、1个短单拷贝区(SSC)以及2个反向重复区(IRa和IRb)。叶绿体基因组大小差异较小,最大差异仅1 902 bp。基因排列顺序基本一致,各基因数量相对保守,其中核糖体RNA(rRNA)数量最为保守,所有树种均为8个。此外,鹅耳枥属树种叶绿体基因组在序列长度、基因组成以及GC含量等方面相对保守,但4个边界存在明显的多样性。鹅耳枥属叶绿体基因组中非基因编码区存在较大差异,变异程度较高,而基因编码区差异较小,具有较高的保守性。在叶绿体基因组4个部分中,LSC区的变异程度最高,IRa区的变异程度最低。鹅耳枥属叶绿体基因组中psbA、rps16、atpA、rps19、ndhF、ndhI以及ycf1等基因的编码区存在显著差异。此外,ycf3-trnS, trnS-rps4, trnH-psbA, psbZ-trnfM, matK-rps16, rps16-trnQ, trnQ-psbK, ccsA-ndhD, accD-psaI, ndhC-trnV, trnT-trnL, trnF-ndhJ, atpB-rbcL, trnT-psbD, trnE-trnT, trnD-trnY, rpl32-trnl等基因间隔区的非编码区差异较大。绝大部分基因的编码区长度十分保守,含内含子的蛋白编码基因长度变异主要来源于内含子长度或编码区长度。系统发育分析结果将鹅耳枥属划分为鹅耳枥组与千金榆组,此外由于地理隔离导致欧洲鹅耳枥(C. betulus)、美洲鹅耳枥(C. caroliniana)与鹅耳枥属其他树种表现出较远的亲缘关系。【结论】鹅耳枥属树种叶绿体基因组具有较高的保守性,其基因排列顺序基本一致,未检测到大规模的倒位或基因重排,但其IR区与单拷贝区(SC)边界存在明显的多样性。基于叶绿体基因组构建的系统发育树在一定程度上可以揭示鹅耳枥属树种的系统发育关系。     

扬子鳃蛭线粒体基因组全序列测定及其系统学地位——基于Pacbio和Illumina技术

利用Illumina和Pacbio测序技术对扬子鳃蛭（Ozobranchus jantseanus）线粒体基因组全序列进行测序及注释，并与NCBI数据库中蛭纲（Hirudinea）其他物种的线粒体全序列的排列方式和系统进化关系进行了比较，以确定其系统学地位.结果显示：获得的线粒体基因组序列长度为14 868 bp，蛋白编码基因存在2种起始密码子，分别为ATG和ATT；终止密码子共有4种，分别为TAA，TAG，TA和T；蛭纲10个物种的线粒体基因组全序列基因排序可分为2种类型，其差异表现在tRNAs的互换和长非编码区的长度的不同；扬子鳃蛭所属的吻蛭目（Rhynchobdellida）均为b型，绝大部分无吻蛭目（Arhynchobdellida）的排列方式为a型.基于蛭纲物种的13个蛋白编码基因(PCGs)的Neighbor-Joining（NJ）树进化分析显示，扬子鳃蛭与其他吻蛭目物种聚类.     

Gene transfer to the nucleus and the evolution of chloroplasts

Photosynthetic eukaryotes, particularly unicellular forms, possess a fossil record that is either wrought with gaps or difficult to interpret, or both. Attempts to reconstruct their evolution have focused on plastid phylogeny, but were limited by the amount and type of phylogenetic information contained within single genes. Among the 210 different protein-coding genes contained in the completely sequenced chloroplast genomes from a glaucocystophyte, a rhodophyte, a diatom, a euglenophyte and five land plants, we have now identified the set of 45 common to each and to a cyanobacterial outgroup genome. Phylogenetic inference with an alignment of 11,039 amino-acid positions per genome indicates that this information is sufficient--but just rarely so--to identify the rooted nine-taxon topology. We mapped the process of gene loss from chloroplast genomes across the inferred tree and found that, surprisingly, independent parallel gene losses in multiple lineages outnumber phylogenetically unique losses by more that 4:1. We identified homologues of 44 different plastid-encoded proteins as functional nuclear genes of chloroplast origin, providing evidence for endosymbiotic gene transfer to the nucleus in plants.     

转移RNA结构基因共有序列的统计分析

本文以大肠杆菌、地钱叶绿体和鸡线粒体基因组中:RNA结构基因的全部拷贝数为分析总体,统计出了碱基分布。在大肠杆菌中证实了Pu52-Py62半不变核苷酸对,排除了A21的共有性,确认了24个共有核苷酸,其中半数核苷酸参加三级氢键的形成作用;螺旋区碱基标准配对率平均为95％;在非标准配对中以GU为主而且集中在两个连续双螺旋的缺口处,又发现在第10、27、49位G居多现象,其意义有待阐明。大肠杆菌tRNA序列与地钱叶绿体tRNA序列极为相似,鸡线粒体tRNA由于缺乏典型的D环和TψC环而与大肠杆菌tRNA序列差别较大。本文还计算了大肠杆菌tRNA基因拷贝数与密码子利用率之间相关系数(r=0.976),并讨论了影响细胞内tRNA含量的基因剂量效应,位置效应诸问题。     

柳树痂囊腔菌的基因组测序和比较基因组分析

【目的】报道柳树痂囊腔菌(Elsinoë murrayae)的全基因组序列,与甜橙痂囊腔菌杨树致病型的基因组进行比较分析,为阐述柳树痂囊腔菌的致病和适应性机制提供参考。【方法】采用Illumina HiSeq 2500 测序仪对柳树痂囊腔菌的全基因组序列进行测序,预测蛋白编码基因,筛选与致病相关的碳水化合物活性酶基因、小分泌蛋白基因和次生代谢产物基因簇。根据痂囊腔属真菌基因的直系同源关系,筛选柳树痂囊腔菌和甜橙痂囊腔菌杨树致病型之间共有特异性的基因和二者之间差异基因,并进行GO富集分析。鉴定柳树痂囊腔菌的交配类型位点,使用特异性引物进行PCR,检测分离株的交配类型。【结果】组装获得了1个20.7 Mb基因组,完整度99%;预测出8 256个蛋白编码基因,其中包括486个碳水化合物活性酶基因,193个小分泌蛋白基因和16个次生代谢产物基因簇 (GenBank登录号:NKHZ00000000)。系统进化和共线性分析显示柳树痂囊腔菌和甜橙痂囊腔菌杨树致病型亲缘关系最近,两者之间具有12个在其他痂囊腔菌中没有的共有特异性基因。两个真菌的比较基因组分析,筛选出752和1 746个差异基因,主要参与碳水化合物代谢和毒素代谢的生物学过程。已有分离株的交配类型均为MAT1-2。【结论】获得柳树病原真菌-柳树痂囊腔菌的基因组,筛选出痂囊腔菌中负责寄主适应性的候选基因,分析了柳树痂囊腔菌交配系统,这可为柳树病害防治和柳树-病原真菌相互作用研究提供关键信息。     

广西百色地区轮藻植物初报

本文报道了采自广西百色地区的轮藻植物2属22种8变种,全为广西省新纪录。其中有1个新种,1个新变种和2个中国新纪录。     

Complete sequence and gene organization of the mitochondrial genome of Batocera lineolata Chevrolat (Coleoptera: Cerambycidae)

Batocera lineolata Chevrolat,1852 is an important forest pest that is found mainly in China,Vietnam,India,and Japan.The complete mitochondrial genome(mitogenome) sequence of B.lineolata was determined by long polymerase chain reaction(PCR) and conserved primer walking approaches.The results showed that the entire mitogenome is 15418 bp long with 74.48% A+T content.The positions and arrangement of the 37 genes encoded by the genome are identical to the mitogenomes of two other longhorn beetles for which the complete gene content and arrangement are publicly available.All protein-coding genes start with the ATN codon that is a typical initiation codon in insects.All transfer RNAs(tRNAs) were predicted to form the standard clover-leaf structure,except for tRNA Ser(AGN),which lacks the dihydrouridine(DHU) arm.The most unusual feature that was found was the use of TCT as the tRNA Ser(AGN) anticodon instead of the GCT that is used in most other arthropods.The lack of tandem repeat motif in the 735 bp long A+T-rich region was another unusual feature of the B.lineolata mitogenome.The short,highly conserved polythymidine stretch that was previously described in the Orthoptera and Diptera orders was also present in the A+T-rich region of the B.lineolata(order Coleoptera) mitogenome.The sequence and annotation of the mitogenome of B.lineolata will provide further insights into the diversity and evolution of the Cerambycidae family of long-horned beetles.The B.lineolata mitogenome sequence has been deposited in GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/) under accession number JN986793.