核基因在鱼类分子系统学研究中的应用 (运筹学与控制论)

利用分子标记探讨鱼类的系统发育和分子进化已经逐渐成为现代鱼类系统学研究的热点之一。本文综述了核基因在鱼类分子系统发育和分子进化研究中的应用现状及其存在的优缺点。常用的核基因主要有核糖体基因,其中保守的18SrDNA及28SrDNA主要用于研究高级分类阶元;在研究亲缘关系较近的物种以及不同地理种群时,比较常用到的则是ITSs以及SINEs;而RAGs及S7性质独特,也常被用于鱼类的分子系统学研究中。以往的研究主要利用线粒体基因(如Cytb等)研究鱼类的分类和进化,但多年来的研究发现,线粒体基因在研究鲤形目(Cypriniformes)、鲈形目(Perci-formes)等鱼类系统发育时并不能成为最佳的选择。最近的研究表明,核基因能够弥补线粒体基因的缺陷,并可广泛应用于鱼类系统发育研究。然而,核基因的应用也面临着如下问题:1)因核基因重组导致数据分析难度较大;2)鉴定不同类群时存在一定误差;3)单倍性核基因片段较难获得;4)对某些进化时间短的群体的系统发育研究效果较差。随着上述问题的逐步解决,核基因的应用将会更加广泛。     

中国壁虎属的地理分布、形态学和分子系统学研究进展

壁虎属(Gekko)世界报道有47种,中国是壁虎属物种多样性最为丰富的国家,已记载16种.中国壁虎属物种多分布在秦岭以南的热带和亚热带地区,北方种类较少,少数物种可分布至温带,其中11种为中国特有种,荔波壁虎、太白壁虎、文县壁虎、海南壁虎、兰屿壁虎则为分布范围狭窄的地区特有种.目前基于部分线粒体基因和核基因分子标记对中国壁虎属的分子系统学研究已解决许多分类问题,但仍存在较大分歧,种下关系及分类问题尚有待解决.因此,广泛收集中国壁虎属样本,尤其是广布种各地理种群样本,运用多基因联合分析,可有效解决中国壁虎属目前存在的分类和系统关系问题.     

基于线粒体ND5基因的昆虫分子系统学研究进展

ND5基因位于mtDNA上,其进化速率较快,是昆虫分子系统学研究中理想的分子标记之一.目前,已经利用该基因从各个分类水平对昆虫系统发育关系、物种形成与分化、种群遗传与变异及生物地理等方面做了广泛的研究.对ND5基因的分子特点及其在昆虫系统学研究中的应用进行综述.     

利用细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(CO Ⅰ)基因鉴定宠物仓鼠

为探究DNA条形码技术在商品宠物仓鼠的品系鉴定中的可行性,以金丝熊、虎纹熊、眼圈熊、奶牛熊、银狐、紫仓、奶茶、布丁、老婆婆共9个品系36只宠物仓鼠为动物材料,无损取材后,提取基因组DNA,利用特异性引物对线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因进行PCR扩增测序,通过遗传距离和系统进化分析鉴定仓鼠的物种分类.结果显示:1)36个样本均成功扩增出长度为750bp左右的COⅠ基因片段;2)宠物仓鼠中的熊类均属于中仓鼠属(Mesocricetus)物种,其他品系则分属于毛足鼠属(Phodopus)和仓鼠属(Cricetulus)的4个物种,各品系之间谱系混乱.本研究认为,COⅠ基因是适宜于物种鉴定的分子标记,但对宠物仓鼠品系的鉴定和区分能力不足.     

胶州湾浮游植物分子遗传多样性初步研究

用聚合酶链式反应扩增海洋浮游植物总体的核酮糖1，5-二磷酸羧化／氧化酶大亚基基因(rbcL)片段，建立该基因变异类型文库，并随机测定了38个rbcL大亚基基因片段序列，初步分析了海洋浮游植物分子遗传多样性。将≥97％的氨基酸序列相似性定义为种内变异，38个片段分别代表13个不同的物种，或称为不同的操作分类单元。与数据库序列比较发现，PPJZ01，PPJZll和PPJZ20可能是已报道的rbcL基因序列代表的物种，其它克隆在数据库中没有对应的近缘物种序列存在。系统学分析表明分离的克隆分别属于隐藻门、硅藻门、绿藻门和streptophyta等的浮游植物，极少数克隆来源于异鞭毛藻类、定鞭藻纲和原细菌。根据各操作分类单元克隆数计算得胶州湾浮游植物分子遗传多样性指数为1．97。研究结果为利用分子生物学方法剖分海洋浮游植物群落结构、研究海洋浮游植物动力学积累了基础数据。     

印鼠客蚤线粒体COⅡ基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

本文报道了印鼠客蚤云南株线粒体DNA中长为901bp的片段,包括完整的COⅡ基因和3个氨基酸tRNA基因及ATPase8基因片段。COⅡ基因全长684bp,编码227个氨基酸,起始密码为ATC,终止密码为TAA。印鼠客蚤mtDNACOⅡ基因中富含AT,含量为77%,GC含量为23%。根据COⅡ基因核苷酸和氨基酸序列,对蚤目蚤科部分种类及外群进行了分子系统学分析。     

鱼类线粒体DNA(mtDNA)及其在分子系统学中的应用

应用线粒体DNA标记，分析种群间的遗传关系、确定种群地理格局、确定种群间的基因流以及确定物种进化显著性保护单元（EsU），从而为分子系统学研究提供了一个新的具有很强操作性的科学手段。文中论述了鱼类线粒体DNA研究的最新进展，重点介绍了线粒体DNA标记在分子系统学研究中的广泛应用。     

DNA条形码技术在食蚜蝇科系统发育中的应用

随着食蚜蝇科昆虫系统学研究的深入,单纯的形态学特征分类方法已显得不足,DNA条形码技术已为食蚜蝇科系统学研究提供了一条新途径并获得了较为广泛的应用。对国内外学者利用线粒体COI、18S rRNA和28S rRNA基因序列,以及ITS序列等在食蚜蝇科系统发育中的应用研究进行了总结。     

寄蝇亚科部分物种线粒体COl基因DNA条形码分类

DNA条形码分类(DNA Barcoding)是以生物线粒体DNA为工具来鉴定物种的新方法,是外来物种快速鉴定、物种分类与系统发育和进化分析的基础.研究以我国辽宁地区常见的寄蝇亚科(双翅目:寄蝇科)2族4属6种为对象,扩增和测定COI基因部分序列,对得到数据用MEGA4软件分析计算,构建该类群分子系统发育树.分析表明:...     

常用基因序列在摇蚊科昆虫系统发育研究中的应用进展

摇蚊科隶属于双翅目长角亚目,现行分为11亚科.本文整理了常用核基因和线粒体基因在摇蚊科系统发育研究中的应用情况:摇蚊科中的9亚科(不含智利摇蚊亚科和乌桑巴摇蚊亚科),除前寡角摇蚊亚科外,其余均为单系;直突摇蚊亚科与摇蚊亚科的亲缘关系较近,寡脉摇蚊亚科与长足摇蚊亚科为姊妹群.在摇蚊亚科中,摇蚊族(Chironomini)、长跗摇蚊族(Tanytarsini)都是单系群.常用核基因和线粒体基因在摇蚊科昆虫系统发育研究中,18SrDNA和28SrDNA适合研究从界到科所有高级阶元的系统发育关系,对于部分类群可以进行属间分析;CAD基因能较好地解决从亚科到属之间各分类阶元的系统发育关系;ITS和EF-1α可以解决种或属间的系统发育关系;COⅠ和COⅡ适合研究属、种及种以下阶元的系统发育关系,但不能很好地解决较高的阶元如族间、亚科以及科的系统发育关系;16SrDNA适用于种、属阶元水平的系统学研究,但不适用于种内;Cytb适合研究种内到种间甚至科间的系统发育关系.     

大肠杆菌K88ac,ST1,LTB基因融合

利用PCR技术,从大肠杆菌C83902质粒中扩增出K88ac基因,再从含ST1-LTB融合基因的重组质粒pXSLT1中扩增出ST1-LTB融合基因,构建了含K88ac-ST1-LTB融合基因表达质粒的重组菌株BL21(DE3)(pET-28KSL).经酶切鉴定和序列测定证实,构建的重组质粒pET-28KSL含有K88ac-ST1-LTB融合基因,且基因序列和阅读框架正确.经ELISA检测,重组菌株表达的K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够被ST1,LTB单抗和K88ac抗体识别,表明已成功构建了K88ac-ST1-LTB融合基因,并实现了在重组大肠杆菌中的表达.     

科研成果跨领域应用是不务正业吗?

基因病毒工程国家重点实验室的常务主任金奇,除了做与传染病有关的项目研究之外,正在积极与华北制药集团和大庆油田合作,解决用微生物生产Vc和提高石油产量的难题。金奇在“863”计划里承担了两个课题,其中一个就是破译用于生产Vc菌株的基因组。Vc是我国重大战略医药品种之一,中科院早在十几年前,就发明了一种Vc发酵生产法,这种方法没有污染,而且产量高,但是需要特定的生产菌株,因此,国家把生产菌株的功能基因研究列进“863”计划。现在,金奇带领的课题组,与华北制药集团合作,利用基因组、芯片和分子生物学等技术,已经把菌株的基因测序完毕。     

基于遍历基因组合的特征基因选取方法

特征基因的选取是非常热门的问题,在癌症是由某个或者某几个基因共同相互作用引起变异的假设下,从最简单的2个基因组合进行研究,遍历所有可能的基因组合,运用Logistic回归分类器,以预测精度和AIC准则为评价标准,对所有的模拟结果进行评价,得到最优基因组合（X55187,D14812）。同时运用交叉留一检验,验证了此基因组合建立模型的稳定性。最后又对预测精度大于90%的640对基因组合进行频数分析,并与已有文献进行比较,得到出现频率高的基因组合,预测精度并不一定高的结论。     

云平台下基因 基因相互作用识别算法

针对现有的快速方差分析算法进行并行可扩展性改进, 设计一种高效的并行计算模型, 并提出一种基于MapReduce模型的基因 基因相互作用识别算法--MRANOVA算法. 该算法有效解决了现有基因 基因相互作用识别算法在海量数据规模下普遍存在计算复杂度过高的问题. 实验结果表明, 该算法充分利用了云平台的并行计算能力, 随着数据量的增大, 加速比逐渐接近于集群数量, 可高效准确地完成基因 基因相互作用的识别.     

略论基因诊断

本文是关于基因诊断的原理及其分子生物学技术的概述．着重介绍了基因探针和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹、聚合酶链式反应（ＰＣＲ）及等位基因特异聚合酶链式反应（ＡＳ－ＰＣＲ）和限制性片段长度多肽性（ＲＦＬＰ）分析的原理、方法、技术特点和应用范围．最后，讨论了其发展前景．     

病毒诱导的基因沉默

病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)是近年发现的一种转录后基因沉默的现象,是快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术,近年来成为植物基因功能研究的有力工具.文章从病毒诱导基因沉默的发现、作用机制、优势、病毒抑制子及其在植物基因功能研究和植物抗病毒的应用等方面进行了综述...     

基因芯片技术

基因芯片(Gene Chip)技术是近年来发展起来的高通量、高效率的分子生物学技术。该技术在分子生物学研究、医学临床检验、生物制药和环境医学等领域都显示出了强大的生命力，具有微型化、集约化和标准化的特点。本文简要介绍了基因芯片的原理、类型、制备与检测方法、应用及该技术现阶段遇到的一些困难和未来的发展方向。     

以抗的表位为基础的基因免疫

基因免疫（ｇｅｎｅ ｉｍｍｕｎｉｚａｔｉｏｎ）是指通过将目的基因克隆于真核表达载体后直接注入机体,表达相应抗原,诱生免疫应答。１９９０年,Ｗｏｌｆｆ等在研究ＤＮＡ的化学损伤及修复时偶然发现：肌肉注射含有编码虫荧光素酶（ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ）报告基因的裸露质粒ＤＮＡ时,在注射局部有该报告基因的表达及酶活性表现。此后的研究发现表达的蛋白可在机体内诱生特异性的体液免疫应答。１９９３年,Ｕｌｍｅｒ等半流感病毒ＮＰ表达质粒注射入小鼠骨骼肌,不仅检测到特异性ＩｇＧ抗体,而且免疫小鼠的脾细胞在体外可特异杀伤Ｎ…