白菜hau CMS不育系特异分子标记的开发与应用

以不同胞质的白菜和芥菜为材料,将hau CMS胞质的线粒体基因组与芸薹属植物中其他的细胞质雄性不育系的线粒体基因组进行比较,再经生物信息学分析,筛选得到hau CMS线粒体基因组上特异的序列,并根据该序列信息开发出用于鉴定白菜hau CMS类型的分子标记hau CMS-Specific.同时,通过序列对比分析发现hau CMS线粒体基因组缺失但其他胞质共有的线粒体基因组序列.根据该序列信息,开发了互补检测的分子标记hau CMS-Deletion.最后利用hau CMS、ogu CMS、pol CMS、oxa CMS、orf220CMS等不同胞质类型材料的DNA成功验证了这两对标记.     

网翅蝗科(Arcypteridae)部分种类全基因组提取及16S rRNA基因和COⅠ基因测序

通过实验提取中国甘肃境内网翅蝗科蝗虫全基因组DNA序列,探索了直翅目蝗虫的总 DNA提取方法;通过特异性引物,对线粒体16S rRNA基因和COⅠ基因序列进行了扩增,并通过 多次预实验探索这两个基因在网翅蝗科昆虫中扩增的最佳条件,为将来的网翅蝗科系统发育分析 奠定了实验基础.扩增好的样品用于测序,测序结果可用于分析6种蝗虫的系统发育关系.     

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．     

4种昆虫基因组中的线粒体假基因

为了进一步了解昆虫核基因组中线粒体假基因(Numts)序列分布情况,避免Numts序列对基于线粒体DNA(mtDNA)进行系统发育关系研究结果的误导,利用Blast N对GenBank中已完成核基因组和mtDNA测序的4种昆虫核基因组中的Numts序列进行检索,结果表明:冈比亚按蚊Anopheles gambiae中没有Numts序列;黑腹果蝇Drosophila melanogaster中仅有少量Numts序列;赤拟谷盗Tribolium castaneum和意大利蜜蜂Apis melliera基因组中Numts序列超过100条,尤其是意大利蜜蜂中的Numts序列涵盖全部mtDNA.ND2,ND4,ND5,COⅠ与lrRNA向核内转移频率高于其他mtDNA基因片段,因此,在使用其进行系统发育关系研究时需加倍谨慎.     

德汉劳绵蟹(Lauridromia dehaani)线粒体基因组测定及短尾下目系统发生分析

本研究使用高通量测序方法首次获得德汉劳绵蟹(Lauridromia dehaani)的线粒体基因组全序列,确定其线粒体基因组是一个环状DNA,全长15,755 bp,包含37条基因.通过分析比较德汉劳绵蟹线粒体基因组的tRNA二级结构、蛋白编码基因的碱基组成、起始/终止密码子和选择压力,发现trnS1缺失DHU臂,这种...     

苏姜猪线粒体基因组全长测序及线粒体基因多样性分析

从分子水平上探究苏姜猪的遗传多样性,采用二代测序方法测定了苏姜猪线粒体基因组全序列,整合NCBI数据库中已公布的家猪类,以及本实验室测定的苏姜猪线粒体基因组全序列,使用蛋白编码基因和rRNA基因联合的数据集,基于贝叶斯法(BI法)和最大似然法(ML法)构建了家猪类的系统发生树,测序结果表明,该样本线粒体基因组全长15 436 bps,包含典型的家猪类线粒体基因组37条基因,结构紧凑,其线粒体基因组碱基组成(A+T)约占40%,(C+G)约占60%,t RNA总共有8处错配,结果表明苏姜猪具有丰富的遗传多样性,江海型线粒体核苷酸多态性高于全国6个类型猪的平均水平,体现了其独特的遗传多样性.在基于线粒体基因组完整编码区的系统发育分析中,苏姜猪在中国6个类型家猪中单独成为一支,支持其作为一个新猪种而存在.     

疣尾蜥虎线粒体基因组全序列及其基因组成

测定了疣尾蜥虎(Hemidactylus frenatus) 的线粒体基因组全序列.序列全长为16 891 bp, 包括13 个蛋白质编码基因、2 个rRNA 基因和22 个tRNA 基因.除大部分基因由重链编码外,仅1个蛋白编码基因和8个tRNA基因由轻链编码.碱基组成的偏好与其他脊椎动物线粒体DNA接近.没有发现长的基因间隔区,说明该基因组的结构十分紧凑.基因组的组成与典型脊椎动物的相近,即没有发现重排、基因或控制区的重复等在其它有鳞类动物中出现过的异常特征.除单性生殖的壁虎外,现有的壁虎类线粒体基因组在基因含量和顺序上是一致的.作为蜥虎属线粒体基因组全序列的惟一代表,该序列有望在有鳞类系统发生的推断上发挥一定的作用.     

线粒体蛋白转运系统的序列相似性分析

通过在27个不同进化层次物种的基因组和蛋白组中搜索酵母线粒体蛋白转运系统亚基的同源序列, 并进一步分析了同源亚基序列相似性与其所在线粒体位置的关系. 结果表明, 位于线粒体相同位置的模块有类似的序列相似性曲线, 相似性曲线在模块内部一般有波峰和波谷. 从线粒体外膜到基质, 序列相似性整体升高. 线粒体蛋白转运系统亚基与一些功能不相关的蛋白也表现出序列相似关系, 且这些亚基多集中在线粒体的内膜和外膜.     

动物线粒体基因组全序列测定的研究策略

动物线粒体基因组全序列测定是近年来生物学研究中的一个热点。科学技术的发展,对动物线粒体基因组全序列测定的研究策略也产生了深远的影响。在此对几种在动物线粒体基因组全序列测定中常用的几种策略进行了综述,并对其优缺点进行了比较分析。     

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。     

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。     

珍稀濒危鸟类褐马鸡mtDNA的分子克隆及序列分析

利用改进的SDS裂解、氯仿:异戊醇抽提的方法提 取了褐马鸡肌肉基因组DNA,通过PCR扩增的方法特异性扩增了褐马鸡线粒体(mtDNA)控制区(D-loop)全序列片段,PCR产物经凝胶回收纯化后与载体pGEM-T Easy相连,然后转化感受 态细胞DH-5α,在含X-gal、IPTG的氨苄LB平板上筛选阳性克隆,重组质粒经PCR和琼脂糖 凝胶电泳检测后,对目的片段进行测序.结果表明,经PCR特异性扩增出的褐马鸡线粒体控制区全序列碱基数为1 237 bp,用Blast程序进行检索比较表明此扩增序列与GeneBank中发表的褐马鸡线粒体控制区序列同源性高达99%,且具有鸟类线粒体的标志性序列.     

麂属动物小麂线粒体DNA文库的建立和序列分析

通过建立麂属动物小麂线粒体DNA文库，鸟枪法测序，我们获得了小麂线粒体基因组全序列的初步信息，这也是国内有关哺乳动物线粒体基因组全序列的首次报道，与其他哺乳动物线粒体基因组全库列的比较研究发现：全长为16354bp的小麂线粒体基因组同样编码13种蛋白、2种rRNA和22种tRNA，除了用于调控线粒体DNA复制和转录的D-Loop区以外，小麂线粒体基因组各基因长度，位置与其他哺乳动物相似，其编码蛋白质区域的rRNA基因与基因他哺乳动物具有很高的同源性，D－Loop区长度和序列的差异是导致各种哺乳动物线粒体差异的主要原因。     

通过同源搜索分析线粒体蛋白转运系统的进化

基于酵母线粒体蛋白转运系统的35个亚基,作者通过同源查找的方法,在27个不同进化层次物种的蛋白组和基因组序列中搜索线粒体蛋白转运系统亚基的同源序列,利用序列之间的同源关系进而构建线粒体蛋白转运系统的进化史.结果显示,线粒体蛋白转运系统的35个亚基中有6个可以在原核物种中找到同源序列,显示了它们的原核起源;线粒体蛋白转运系统的核心亚基出现在真核生物进化早期;其他亚基在真核物种的不同进化分枝中表现出了多样性,并且可以看到一些物种特异性亚基.     

绵羊(0vis aries)线粒体DNA的遗传变异类型研究

通过PCR-RFLP和DNA序列测定发现绵羊线粒体基因组内存在的HinfⅠ酶切多态是COⅠ基因第234位的T-C碱基替换的结果.DNA序列分析表明该位点碱基的替换不导致氨基酸的改变,为一同义突变.依据这一单核苷酸多态可直接进行绵羊线粒体基因组的分型鉴定,并可作为绵羊核质基因互作研究、核外基因效应分析及转基因、动物克隆研究中胚胎及个体识别的分子标记.     

高原鳅属鱼类线粒体全基因组序列结构特征及其系统发育信息

为了深入开展高原鳅属(Triplophysa)鱼类的分类鉴定、系统进化等研究,利用生物信息学的方法分析了37种高原鳅属鱼类的线粒体全基因组序列及系统发育信息.通过Clustal X对线粒体DNA(mtDNA)全基因组序列进行对比,然后用MEGA7分析mtDNA的序列差异,并用邻接法生成系统进化树.结果发现:(1)高原鳅...     

基于线粒体基因组全序列的鳅科(Cobitidae)鱼类进化关系分析

为了解鳅科(Cobitidae)鱼类线粒体全基因组序列的结构特征和系统发育信息,利用生物信息学方法对已知的40种鳅科鱼类线粒体全基因组进行比对分析,用邻接法(NJ)构建系统发育树。结果显示：(1)鳅科鱼类线粒体基因组全序列长度在16 553～16 937 bp之间,基因组的结构特征及基因排列顺序与其他硬骨鱼类一致。(2)鳅科鱼类线粒体全基因组一致序列长度为17 483 bp,变异位点数为8039(45.9%),Kimura双参数平均遗传距离为0.19。在13个蛋白质编码基因中,ND2的变异程度(58.9%)和平均遗传距离(0.28)最大,变异程度最小的是12S rRNA(30.5%),tRNA拼接序列的平均遗传距离最小(0.07)。(3)Cox1、ND5、Cytb基因是进行鳅科鱼类系统发育分析较为理想的分子标记,NJ系统发育树显示,条鳅亚科(Noemacheilinae)是最早分化出来的一枝群系,位于祖先位置,沙鳅亚科(Botiinae)和花鳅亚科(Cobitinae)亲缘关系更近,互为姐妹群系。本研究为鳅科鱼类进化学研究和分子标记的选取提供参考依据。     

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。     

基于相对熵原理构建生物进化系统树

根据相对熵原理定义了物种进化距离,把它应用到基于DNA序列分析的生物进化系统树构建的研究中.首先选用64种脊椎动物的线粒体DNA序列为材料,得到与传统的根据物种形态构建的系统树基本一致的树形;进而进行全基因组序列层次的物种进化的研究,选取长度约为线粒体DNA序列102倍的12种古生菌、真细菌全序列,最终也得到了合理的系统树.     

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.