APOBEC3家族蛋白的进化分析和3D结构比对分析

为探寻HIV-1的种间传播路线与范畴进而发现有效的控制物,选取灵长类天然抗病毒因子APOBEC3家族的22种蛋白（以A3G为主）与17例灵长类线粒体（mtDNA）全基因组序列做进化分析研究．结果一致显示除黑猩猩（Pan troglodytes troglodytes,以下简称Pan）,大猩猩（Gorilla）以外,猩猩（Pongo）中的某些种也可能是HIV／SIV的贮主或宿主,值得从实践中有目的追溯．不同种属A3G蛋白活性位点与Zn^2＋结合位点的3D结构比较结果显示人与其他灵长类物种极为相似,预示着A3G蛋白在结构和功能上是非常保守的．人的APOBEC3蛋白有A～H7种,对它们的活性位点和Zn^2＋结合位点进行3D比较,hA3B与hA3G的重合度最好,hA3B不会被HIV-i的Vif作用与降解,提示进一步探讨hA3B的结构与功能对于控制HIV-1的感染与传播很重要．     

热激蛋白的分子进化研究

热激蛋白是细胞内含量最丰富的蛋白质之一,在各种生物体内广泛分布.近年来对热激蛋白的研究已深入到结构、性质、功能等各面,其研究主要集中在:1)作为分子伴侣协助细胞内肽链的折叠;2)参与MHCⅠ类的分子呈递;3)使抗原通过内吞作用进入靶细胞;4)肿瘤免疫和分子疫苗开发.然而,虽然热激蛋白的研究已成为医学、生物学上的热点,其在分子进化上的研究也日渐增多,但这方面的报道仍然较少,本文主要从热激蛋白分子进化方面作一综述,这对理论研究、生物进化分析上都有着重要的意义.     

核衣壳蛋白VP39结构分析与杆状病毒的进化研究

在测定了BmNPV—Ch(中国株)和HaMNPV vp39基因序列的基础上，推导出相应的氨基酸顺序，并与AcMNPV、OpMNPV、LdMNPV、BmNPV—Ja(日本株)的VP39蛋白的氨基酸顺序进行了比较。分析结果表明：在已知的各种杆状病毒中，VP39蛋白是一个保守性较强的蛋白质，Bm—NPV—Ch VP39蛋白与AcMNPV、OpMNPV、LdMNPV、BmNPV—Ja和HaMNPV VP39蛋白的氨基酸同源性分别是93．7％、58．2％、39．9％、97．1％、92．8％。HaMNPVVP39蛋白与AcMNPV、OpMNPV、LdMNPV、BmNPV—Ja和BmNPV—Ch VP39蛋白的氨基酸同源性分别为97．3％、59．0%、40．2%、93．1％、92．8％。通过氨基酸亲水性分析比较，探讨了VP39蛋白结构与杆状病毒进化间的关系。     

钙调素分子进化的研究

本文以计算机为工具，对不同生物来源钙调素一级结构全序列保守性和变异性进行了数量分析，并与细胞色素ｃ的保守性进行了比较，表明ＣａＭ保守性强于同类生物的细胞色素ｃ；同时对钙调素分子的进化速率进行了比较，发现钙调素是除组蛋白和Ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ以外目前已知最保守的蛋白质     

FZD蛋白家族的起源与演化分析

FZD(Frizzled)蛋白家族是Wnt信号通路的跨膜受体,在动物发育过程中起着非常关键的作用.通过对不同物种(从单细胞动物到哺乳动物)基因组中FZD家族基因的检索,发现FZD蛋白家族起源于早期的、与海绵动物具有共同祖先的后生动物.进化分析结果表明,FZD蛋白家族分为4个亚家族:FZD1/2/3/4/6/7亚家族、FZD5/8亚家族、FZD4亚家族和FZD9/10亚家族;不同亚家族之间的motif组成不同,但在C端都含有一个保守的KTXXXW motif.进化速率分析结果表明,尽管FZD蛋白家族成员在演化过程中受到较强的纯化选择,但是在其基因发生复制或motif组成变化的分支上仍有正选择的作用.该结果可为进一步理解FZD蛋白家族的起源与演化动态提供一定的参考.     

真核生物上游刺激因子家族的分子进化

氨基酸序列和基因结构的系统发育分析表明,上游刺激因子家族usf1和usf2基因的产生是基因复制的结果,同时,usf1和usf2的内含子位置以及插入相位分析揭示在不同进化地位的物种中,可独立地发生内含子的插入或删除,因此,看似同源的内含子不一定是同源的,这说明在以内含子为基础进行同源性分析时应谨慎.与低等动物相比,脊椎动物中的usf基因序列高度相似,对比usf1和usf2的各个选择性剪接变体发现,二者的剪接模式都很保守,而新的变体是由点突变或内含子中额外序列的插入造成的.另外,以前的研究均认为所有usf中均有亮氨酸拉链,然而本研究发现,该结构域是新近插入到该蛋白家族中的.     

基于进化信息和支持向量机的酶蛋白亚家族预测

提出一种使用PSI—BLAST得到的位置特异性打分矩阵中蕴含的进化信息作为酶蛋白的特征表示,结合支持向量机方法对酶蛋白的亚家族类别进行预测的方法．对包含16类亚家族的2640条氧化还原酶数据集进行jacknife测试,总的预测精度达到92．12％,高于目前的任何其他预测方法．实验结果表明,进化信息是酶蛋白序列的有效表示,将其与支持向量机结合能够实现对酶蛋白亚家族的高精度预测．     

固醇敏感多肽区(Sterol-sensing domain)的分子进化

固醇敏感多态区（SSD）在胆固醇自我平衡调节、物质运输以及细胞信号转导中发挥重要的作用，通过对三界系统中，不同门纲代表种（22个种）的SSD序列分析发现，SSD在组成上有很大的偏向性，在三级结构上高度保守，分子系统树的结果表明SSD明显分为PTC、NPC1、Ptr、SCAP、Disp、HMGCR和原核生物类7大分枝，功能相关基因的SSD并不聚集在一起，说明SSD在进化中受到的选择压力是不同的，推测是一种原始的拥有编码SSD跨膜结构域序列通过交换转移和其他的编码序列组成新的基因，再逐步进化形成固定的功能，而SSD保持了与运输有关的功能，进一步证实了Ref[13]提出的Hh-PTC-Smo信号系统作用模型。     

分子进化工程的应用研究

介绍了分子进化工程的概念及其在若干领域的应用研究现状,同时阐述了它与经典生物进化理论的关系,并展望了其未来的发展前景。     

麂属(Muntiacus)动物12SrRNA基因序列分析及其分子进化关系

对麂属（Muntiacus)中3种动物，赤麂（M.muntjak)(2n=6♀，7♂），小麂（M.reevesi)(2n=46),黑麂（M.crinifrons)(2n 8♀,9♂)线粒体DNA12SrRNA基因450bp左右的片段进行序列分析，并根据序列信息建立分子类聚图，同时探讨了这3种动物的起源，分类地位及进行关系，结果表明黑麂起源最早，赤麂次之，小麂最晚。     

基于膜盘菌属的两种系统发育研究方法的比较研究

以rDNA ITS1-5.8S-ITS2序列作为分子标记,采用直接优化和常规分析两种方法,探讨膜盘菌属内种间及其与相关属间的亲缘关系,并比较了两种建树方法在解决该属内种间关系的效果。以Lachnum spartinae为外群,选取31条序列构建了最小进化树、最大简约树和直接优化树。结果表明,Hymenoscyphus ericae复合种与其他膜盘菌属的成员关系较远,除了H.ericae外,其他膜盘菌形成一个单系群。模式种Hymenoscyphus fructigenus与H.caudatus,H.fucatus,H.scutulus等构成一个高支持率的分支,与另一分支(H.epiphyllus,H.lasiopodium)形成姐妹群。相对于常规的两步分析法,直接优化所产生的系统树与当前形态学特征基本相符合,因而更合理地反映膜盘菌属的分类地位和种间关系,表明该分析方法在真菌系统发育分析中具有较大的应用价值。     

不同年份窖泥细菌16S rDNA系统发育分析

本研究直接提取5、10、20、50年窖泥细菌总DNA,扩增16SrDNA并构建克隆文库后进行系统发育分析.结果表明,随着年份增加,细菌多样性指数呈现出先增加后略有下降最后回升稳定的趋势;198个阳性克隆子划分成43个分类操作单位(OTUs),按优势顺序依次为Firmicutes、Bacteroidetes、Chloroflexi、unclassified Bacteria、Proteobacteria、Tenericutes、Actinobacteria、Planctomycetes和Spirochaetes.不同年份窖泥中优势菌不同,在5、50年窖泥中紫单胞菌科占优势,而在10、20年窖泥中梭菌目占优势.其中Petrimonas、Rikenellaceae、Syntrophomonadaceae、Clostridium、Lactobacillus等细菌均有发现,它们在窖泥老熟和白酒风味物质生成过程中发挥着重要作用.     

A型口蹄疫病毒（FMDV）VP1基因遗传进化分析

对疑似感染FMDV的样本进行了FMDV VP1基因RT-PCR鉴定,测定了其中1个阳性样本序列(命名为HY).采用生物信息学软件比较了HY与参考序列的同源性,并构建VP1基因的分子系统树.结果表明:HY属A型FMDV亚洲拓扑型东南亚-97谱系,与我国近年来报道的A/GDMM/CHA/2013的序列相似性为99.1%,与AF/72疫苗株的相似性仅为79.0%.提示我国近年来报道的A型毒株与AF/72疫苗株的序列差异较大,应及时更换A型口蹄疫疫苗毒株.     

288株猪圆环病毒的序列比较及遗传进化分析

目的为进一步了解猪圆环病毒(Porcine circovirus,PCV)的遗传进化规律,为该病的预防和控制奠定基础。方法对来自世界各国的26株PCV1和262株PCV2的全序列用生物软件进行了核苷酸的同源性比较,并对其ORF1和ORF2进行了核苷酸和推导氨基酸的比较。结果从核苷酸水平来看,PCV1与PCV2明显分为两支,PCV1间分布没有规律,而PCV2间又分为以来自美国、加拿大、澳大利亚的序列为代表的亚型Ⅰ和以来自法国和新西兰的序列为代表的亚型Ⅱ;但从氨基酸水平来看,其分型并没有规律可循。从遗传进化树可以看出,PCV2的分布并没有地域性和时限性。数据统计显示,尽管相隔近十年之久,但其同源性并没有发生太大的改变,可见PCV2相当保守。另外对PCV2的碱基和氨基酸突变位点进行统计发现,PCV2序列间更倾向于碱基的颠换,但并无单个碱基和氨基酸的偏好性。结论PCV2相对保守,地域性和时限性分布不明显。     

西藏虫草属真菌生物学特性研究及其无性型rRNA基因ITS间隔区系统发育分析

研究从新鲜冬虫夏草分离得到的菌株的形态学特征,并验证其对蝙蝠蛾幼虫的侵染能力。对菌株分化的两个亚型菌株进行了生物学特性研究,并对rRNA基因ITS片段进行了系统发育分析。结果表明：①菌株在18±4℃条件下培养两周后,产生乳白色突起,里面有淡黄色孢子,这种情况下的菌体在侵染蝙蝠蛾幼虫后,20天后长出了子实体;②菌株进一步分化成无性型的两个亚型菌株CC-1和CC-3,这两株菌在表观上差异不明显,但是其分生孢子形态上有显著差异。菌株CC-1的分生孢子为线型孢子,而CC-3的分生孢子却为镰刀型孢子,两菌株均存在有性生殖和无性生殖两种生殖方式;③对无性型两菌株CC-1和CC-3的rRNA基因ITS片段的系统发育分析表明,两株菌均与冬虫夏草非常相似。     

SRY基因在部分动物类群系统进化中保守性研究

用特异于人 HMG- box区域的一对引物 ,对脊推动物 5个纲 10个物种及 2种无脊推动物的基因组 DNA进行 PCR扩增 ,并以 dig标记的人 SRY基因为探针 ,与扩增产物进行 Southern杂交 ,结果表明 :在这 12个物种中都存在 SRY基因的同源序列 ,无脊推动物克氏螯虾及背角无齿蚌杂交中显色较慢 ,表明 SRY基因在系统进化中具有高度的保守性且同源程度与物种在进化上的地位有关     

螺旋状专性化能自养铁氧化细菌ML-04菌株的分子鉴定

对1株螺旋状专性化能自养铁氧化细菌ML-04的16S rDNA基因PCR扩增产物进行了序列分析，并以16Sr DNA序列同源性为基础构建系统发育树，结果表明，ML-04菌株与氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)具有较大的差异性，而与嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)的相似度达99．7％以上，属于同一类群．     

系统发育分析在古DNA研究中的应用

介绍了系统发育分析的基本原理及各种构树方法的统计学基础,阐述了各种分析方法在古DNA数据分析中的具体应用,并对各种方法的优缺点进行了评价.分析了系统发育分析的局限性和发展趋势,以及古DNA研究的不断发展对其所提出的问题.     

北极深海沉积物中嗜冷细菌的系统发育分析

从北极白令海深海沉积物中分离得到19株嗜冷细菌,通过测定16S rDNA序列对它们进行了分类鉴定及系统发育分析,并且与从热带西太平洋“暖池”区沉积物中分离的嗜冷细菌进行了比较.结果表明,由北极海底沉积物中分离得到的细菌主要属于γ-变形菌(γ-Proteobacteria),此外还有少量的α-变形菌和革兰氏阳性菌.在γ-变形菌中主要的菌属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas),假单胞菌属(Pseudomonas)和希瓦氏菌属(Shewanella).与西太平洋“暖池”区沉积物中的嗜冷细菌的比较分析表明,假交替单胞菌属和假单胞菌属在两个海域中普遍存在,而希瓦氏菌属的分布则表现出一定的地域性.系统发育分析表明,相同菌属但来自北极和西太平洋海域两个不同环境的嗜冷细菌在系统发育树中的位置都相对独立,有的还形成了独立的分支,说明其分子进化过程可能受到生存环境条件的影响.     

DELLA基因家族在被子植物中的系统演化关系

基于被子植物各主要分支代表类群的DELLA氨基酸序列,开展它们在被子植物中演化关系的系统发育分析.DELLA基因家族在双子叶植物早期演化阶段经历了一次复制事件,形成2大分支,每支都包含相应的蔷薇类和菊类;单子叶植物没有经历早期的复制事件,所有的DELLA基因聚在一起形成单一的支系.另外,证实了在被子植物的双子叶植物中存在第3个DELLA基因支系.