线粒体假基因--核基因组中的分子化石

核基因组中线粒体DNA片段是线粒体基因向核基因组转移造成的．这些线粒体来源的核DNA片段都是不能表达的假基因，这种序列容易被通用引物从总DNA模板中优先扩增出来，它的存在必然给mtDNA的应用带来负面影响．总结了脊椎动物线粒体假基因的特点，结合笔在GenBank上发现的登录为mtDNA而实际为假基因的序列提出假基因存在的普遍性，分析这种序列对mtDNA在人类线粒体病理学、脊椎动物系统进化研究等方面应用的负面影响．对假基因在线粒体和细胞核两基因组进化研究以及物种系统发育学研究中的应用前景进行展望．     

蚜蝇科昆虫比较线粒体基因组分析

通过检索GenBank数据库(截止2018年9月)和查阅文献资料,对已知的6种蚜蝇线粒体基因组全序列进行了分析,其基本结构特点是:1)全序列在碱基组成中表现出很强的AT偏向性; 2)未出现基因重排现象; 3) tRNA基因的二级结构为典型的三叶草结构; 4)大多数线粒体蛋白编码基因的起始密码子都是ATN。同时基于8条线粒体基因组全序列(含3个外群)构建蚜蝇科系统发育关系,结果支持蚜蝇科的单系性。     

直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用

直翅目是不完全变态昆虫中数量最多的一个类群,全世界已知28000种以上.随着分子生物学技术的发展,线粒体基因组因进化速率快、普遍为母系遗传、极少发生重组等特点而被广泛应用于直翅目各个阶元的系统发育和进化研究中.目前,已有223条直翅目线粒体基因组序列被测定并上传至NCBI数据库,其中包括143条蝗亚目线粒体基因组序列和...     

一种简易的昆虫基因组DNA提取方法

报道了一种改进的昆虫基因组DNA 的提取方法.结果表明,该方法可在常温条件下,对多种昆虫及人体组织进行酚/氯仿抽提,DNA 得率较高,OD260/280 的值在1.6～1.9 之间.     

鸟类线粒体基因组及系统发育的研究进展

相对于核基因组而言,线粒体基因组具有结构简单、分子量小、基因排列紧密、严格母系遗传、进化速率较快和无组织特异性等特点。近年来,线粒体DNA已被作为重要的分子标记,应用于推断很多分类等级的系统发育关系。本文综述了脊椎动物线粒体基因组、鸟类线粒体基因组以及Mt DNA在鸟类系统发育研究中的应用等方面的研究现状,并对今后研究前景进行了展望。     

鱼类线粒体基因组研究进展

线粒体基因组(mitochondrial genome DNA,mtDNA)具有严格的母系遗传且能进行自我复制,并且在世代传递过程中不易发生重组、进化速率较快等优点.因此mtDNA广泛应用于系统进化、种群遗传、适应性进化等领域中.本文对鱼类mtDNA研究做了详细阐述,系统总结了近年来鱼类mtDNA结构与特征、线粒体的起源与演化、种群遗传、适应性进化、鱼类条形码物种识别等研究进展,以期对相关研究有一定参考价值.     

昆虫全基因组DNA的保存及提取

以蚂蚁、天牛、蝗虫等昆虫为实验材料,建立了75%酒精常温浸泡密封保存和福尔马林常温浸泡密封保存昆虫样品2~4周后进行全基因组DNA提取的方法。基因组DNA经紫外分光光度法(260 nm、280 nm)、琼脂糖凝胶电泳、PCR检测,结果表明:从两种方法保存的样品中均能提取到纯净完整的基因组DNA,适用于分子生物学实验。     

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.     

10种昆虫过氧化氢酶基因的全基因组鉴定与特征预测

【目的】在全基因组水平上鉴定10种具有代表性昆虫的过氧化氢酶(CAT)基因,并对鉴定所得CAT基因的基本特征和系统发育关系分别进行预测和分析。【方法】在NCBI数据库中下载CAT氨基酸序列作为询问序列,通过本地Blast方法在10种昆虫全基因组水平搜索和鉴定CAT基因并命名。通过生物信息学方法预测10种昆虫CAT家族基因的特征、氨基酸同源序列一致率、保守结构域等。通过MEGA-X软件用最大似然法推断10种昆虫的CAT基因的系统发育。【结果】共鉴定得到23个CAT基因,内华达古白蚁(Zootermopsis nevadensis)、东亚飞蝗(Locusta migratoria)、人虱(Pediculus humanus)、苜蓿蓟马(Frankliniella occidentalis)、茶翅蝽(Halyomorpha halys)、赤拟谷盗(Tribolium castaneum)、黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)、冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)、家蚕(Bombyx mori)和意大利蜜蜂(Apis mellifera)基因组上分别有3,1,1,1,4,3,2,1,6和1个CAT基因,均具有全长的转录组序列,编码406～553个氨基酸,氨基酸分子量为46.0～63.7kDa,等电点为5.21～9.19。鉴定得到的CAT基因共有122个外显子,99个内含子,且外显子与内含子分布模式在物种间差异较大而种内的CAT基因结构相似。有7个CAT基因编码有信号肽,信号肽包含17～22个氨基酸残基。所有CAT基因编码的氨基酸序列的N端具有1个由17个氨基酸组成的CAT近端活性区域,而C端由9个氨基酸组成的CAT血红素配体区域所组成;其中家蚕的BmCat2基因中单独含有1个细菌胞外溶质结合区域。10种昆虫的CAT1基因具有1∶1的直系同源关系,家蚕出现特异性扩增独立形成支系,与CAT1支系互为姐妹群。【结论】研究结果提供了10个代表性昆虫CAT基因的基础信息,为进一步开展该基因的功能研究奠定了基础。     

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。     

The longest ultraconserved sequences and evolution of vertebrate mitochondrial genomes

ULTRACONSERVED SEQUENCES (ULTRACONSERVED, 100% IDENTITY WITH NO INSERTIONS OR DELETIONS) AND SMALL RNA IN GENOMES OFTEN PLAY A SPECIAL ROLE IN LIFE AND EVOLU- TION OF MANY SPECIES[1-4]. WE COMPARED 753 GENOMESOF BACTERIA, ARCHAEA, AND MITOCHONDRIA (MORE T…     

Advances in the study of helminth mitochondrial genomes and their associated applications

Helminths, including flatworms and roundworms, are abundant organisms that have a variety of life histories. Of these, the genera Schistosoma, Echinococcus, Trichinella are notable parasites of veterinary and medical importance, and cause substantial socio- economic losses throughout China and the rest of the world. Genetic markers in the mitochondrial (mt) genome have proven use- ful for systematic, ecological, evolutionary and population studies, and the growth of mt genomic research has increased in the last two decades. Technological improvements, such as the long-polymerase chain reaction method and high-throughput se- quencing have allowed minute amounts of DNA from single worms, biopsy samples or microscopic organisms to be used for whole mt genome characterization. To facilitate the retrieval, annotation and analyses of mitochondrial features, multiple data- bases and specific software have also been designed and established. This review focuses on current progress, applications and perspectives regarding helminth mt genomics. To date, the complete mt genomes for 93 species of helminths have been sequenced and analyzed. Analyses of the mt genes, including gene content, arrangement, composition and variation have revealed unique features among the helminths when compared with other metazoans. This provides important data concerning their functional and comparative mitochondrial genomics, molecular taxonomy and characterization, population genetics and systematics, and evolu- tionary history. Moreover, mt genome data for parasitic helminths are important for diagnosis, epidemiology and ecology of in- fections. Mitochondrial genome data offer a rich source of markers for the systematics and population genetics of socioeconomi- cally important parasitic helminths of humans and other animals.     

Construction and initial analysis of five Fosmid libraries of mitochondrial genomes of cotton （Gossypium）

Cotton （Gossypium） is an important crop providing textile fiber and edible oil. To gain the insights into mechanism of the cyto- plasmic male sterility （CMS） inheritance, we constructed five fosmid libraries of mitochondrial genomes from mitotype of G. harknessii Brandegee. （one CMS line and its restorer）, mitotype of G. hirsutum L. （one CMS line and its maintainer）, and G. bar- badense L. The numbers of the clones in these libraries ranged from 1152 to 2016 with an average insert size of 36.2 to 38.4 kb, equivalent to 70-119.3 mitogenomes. The libraries were screened with 28 markers derived from the conservative sequences and yielded 22, 19, 26, 21, and 23 positive clones, respectively. These positive clones were used to construct the physical map of G. harknessii Brandegee. CMS line and G. barbadense L. mitogenomes that shared six syntenis regions. A total of 30 genes in nine clusters showed conservative and had high similarity with those in the mitochondrial genomes of cotton, Carica papaya, Cucur- bita pepo and Nicotiana tabacum. Further investigation indicated that gene rrn26 had two copies in all five cotton mitogenomes, while genes atpl, rrn5 and rrn18 had two copies only in G. barbadense L. The positive clones and physical map are considered being useful resources in cotton genomics research.     

植物基因组中的反转录转座子

植物反转录转座子是植物基因组中一类可移动的遗传元件，可分为LTR反转录转座子和非LTR反转录转座子两类。反转录转座子以高拷贝广泛分布于植物基因组中，具有高度的异质性，可被某些生物或非生物逆境激活并通过纵向和横向在物种内和物种间传递，对植物基因组的结构、功能和进化起着重要的作用。文中对反转录转座子的类型、结构与特点进行综述，并探讨其作为分子标记在现代生物学中的应用。     

哺乳动物的反转录转座子及其在进化中的作用

哺乳动物基因组中整合了大量反转录转座子。根据它们的结构特点和起源，对反转录转座子的分类、扩增途径和扩增酶学进行了探讨，提出了反转录转座子本身的进化方向及其在基因组进化中的作用。依据原祖７ＳＬＲＮＡ演化为人类Ａｌｕ家族的过程，讨论了Ａｌｕ序列在基因表达调节中的作用。     

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...     

Genetic typing of mitochondrial DNA in sheep (Ovis aries )

Using PCR-RFLP and DNA sequencing, this study confirmed that HinfI polymorphism in the ovine mitochondrial COI gene resulted from the T-C substitution at the nucleotide 234 but this mutation did not encode another amino acid, which was actually a synonymous mutation. This single nucleotide polymorphism can be used as gene typing marker for mitochondrial genome in the research of the interactions between mitochondria and nucleus, extranuclear gene effects, and as molecular discriminating marker for embryo or individual in the research area of gene transfer and animal cloning.     

中国白兔线粒体DNA限制性图谱

用 ６ 种限制性内切酶分析了中国白兔的线粒体 Ｄ Ｎ Ａ（ｍ ｔ Ｄ Ｎ Ａ）。测得其相对分子质量约为１６．８, Ｅｃｏ ＲⅤ, Ｂａｍ ＨⅠ, ＰｓｔⅠ, Ｅｃｏ ＲⅠ, ＨｉｎｄⅢ在中国白兔 ｍ ｔ Ｄ Ｎ Ａ 上分别有 １,２,２,２,６ 个切点, ＳａｌⅠ 在其上没有切点。根据单酶降解和双酶降解片段的相对分子质量,构建了中国白兔ｍ ｔ Ｄ Ｎ Ａ的限制性内切酶图谱。     

线粒体病的分子生物学机制

线粒体病是一种少见的能量代谢病,病情复杂多样,从单一组织损伤或无明显临床症状到多系统发病乃致患者早期死亡,在临床上容易误诊或漏诊,甚至延误治疗.由于线粒体的结构与功能受核基闪组(nDNA)与线粒体基冈组(mtDNA)双重调控,其中大多数线粒体酶、结构蛋白和各种蛋白因子由nDNA编码,因而多数原发性线粒体病是nDNA突变...     

序列切片图像中斑块状污染的消除

为消除序列切片显微图像中的斑块状污染噪声,提出了一种三维截面图像顺序滤波的处理算法。根据斑块状污染噪声随机出现在单个层片的特点,通过数据重构,得到三维图像体数据,并针对斑块状污染噪声在不同观察方向上的形态退化,分别进行特定方向的中值滤波。算法可有效消除原始图像中的斑块状污染噪声,使图像分割和三维图像重构组织的连通关系得以保证,该算法等价于采用特殊的序列三维中值滤波器对图像进行处理。