大熊猫与北极熊基因组中V1R基因的分布与序列分析

【目的】对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)和北极熊(Ursusmaritimus)的犁鼻器受体基因V1R 进行筛选和生物信息学分析。【方法】用已报道过的小鼠(Mus musculus)和大鼠(Ruttus norvegicus)全长V1R 基因作为查询序列,分别检索大熊猫和北极熊基因组序列,并将得到的大熊猫和北极熊V1R 基因序列与从NCBI下载已报道的狗(Canis lupus)、大鼠、小鼠和猫(Felis catus)的V1R 基因序列一起用邻接法重建系统发育关系(Bootstrap值设为1000)。【结果】大熊猫基因组中共有72个V1R 基因,其中13个V1R 基因序列包含完整的开放阅读框架;北极熊基因组中有24个V1R 基因;大熊猫和北极熊V1R 基因在整个基因组上分布并不集中,从系统发育树上看,不同物种之间V1R 基因有很大分化。【结论】不同的物种之间的V1R 基因存在一定的分化,大熊猫和北极熊在进化过程中均存在V1R 基因的大量丢失情况。
     

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。     

荆州碘泡虫寄生部位种群分化

【目的】研究荆州碘泡虫(Myxobolus kingchowensis)寄生于同种宿主不同寄生部位的种群分化及系统发育关系。【方法】对荆州碘泡虫不同种群及相似物种的形态和它们18SrDNA序列的变异位点、相似度、遗传距离、AT碱基比进行比较,分析了它们的系统发育关系。【结果】荆州碘泡虫重庆胆囊种群、武汉肌肉种群和武汉肾脏种群的形态学特征基本一致。各种群18SrDNA序列相似度为98.8%～100.0%,遗传距离为0.000～0.009,变异位点数为3～12个,AT碱基比(53.29%)高于GC碱基比(46.71%)。荆州碘泡虫不同种群及相似物种的系统发育树分为两大枝,孢子前端平滑且钝圆的的物种聚为一枝,孢子前端较尖的物种聚为了另一枝;鳃寄生的碘泡虫整体处于该系统发育树的基部。【结论】寄生于异育银鲫(Carassius auratus gibelio)上不同器官部位的荆州碘泡虫已出现种群分化;孢子形态上相似的碘泡虫物种具有更近的亲缘关系;较之于肌肉、肾脏、胆囊、骨骼肌、鳔和肠寄生的碘泡虫而言,鳃寄生碘泡虫分化较早。     

青海省都兰县羊亚科野生动物残体的分子鉴定

DNA条形码(DNA barcode)已被广泛用于野生动物的物种鉴定、身份识别、系统发生等领域的研究。本研究利用DNA条形码技术对青海省都兰县宗加镇收集到的羊亚科野生动物残体进行了分子鉴定。结果表明:在13份羊亚科野生动物残体中成功获得3个样品的细胞色素b(Cytochrome b,Cyt b)基因全长序列,通过生物信息学和系统发育关系分析显示,来自野外分化头骨齿髓和1份皮张样品的Cyt b基因序列与盘羊的基因序列聚在一起,结合都兰县羊亚科动物的分布格局,推测这2个样品可能属于盘羊组织;而来自腿骨骨髓的Cyt b基因序列与岩羊已发表序列聚在一起,共同形成一个单系群,推测腿骨样本可能属于岩羊个体。研究结果揭示,无论是从序列差异还是系统发育关系,细胞色素b基因序列作为DNA条形码均可确切鉴定羊亚科的物种。     

簸箕柳SPL基因家族分析

【目的】确定SPL基因家族在不同物种之间的选择性保留和丢失情况,为后续研究被子植物花发育提供参考。【方法】通过在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、毛果杨(Populus trichocarpa)、簸箕柳(Salix suchowensis)、葡萄(Vitis vinifera)、番木瓜(Carica papaya)、水稻(Oryza sativa)6种被子植物基因组中查找SPL结构域,寻找6个物种的SPL同源序列。对所找到的SPL序列进行BLASTN比对鉴定同源基因类型。使用自编Perl脚本结合KaKs_Calculator计算SPL同源基因的非同义突变(K_a)以及同义突变(K_s)值,采用共线性分析确定该基因家族的复制和扩张方式。【结果】在6种被子植物基因组中,共发现120个SPL基因。根据种内和种间旁系同源、直系同源基因以及这些同源基因选择压的计算显示:杨柳科SPL同源基因最多,共有旁系同源基因24对,直系同源基因50对; 番木瓜没有旁系同源基因。6个物种中,木本植物比草本植物直系同源基因更多,双子叶植物比单子叶植物直系同源基因更多; 所有旁系同源和直系同源基因的K_a/K_s值均小于1。系统发育树的分析结果与基因同源性分析基本吻合,证明了这两种分析方法具有较高的可靠性。此次研究选取了簸箕柳同一植株上开花和不开花的枝条进行了转录组测序分析,差异表达分析发现了1个SPL基因(willow_GLEAN_10025160)在两种枝条的转录组中表达差异显著(P≤0.01),其在开花枝条中的表达量显著高于未开花枝条,该基因被选为SPL基因家族中参与簸箕柳开花调控的候选基因。【结论】通过对6个物种SPL基因家族的分析,发现6个物种中所有直系同源和旁系同源基因都经历了纯化选择(K_a/K_s<1),基因功能保守。这6个物种除了经历过全基因组复制事件,还发生过大规模的基因丢失或者通过其他方式产生的基因扩张,阐明了它们在进化历史上的复制事件及SPL基因在不同物种中的选择性保留与丢失情况,为进一步研究其在调控簸箕柳开花中的作用提供了有力证据。     

大熊猫核糖体蛋白RPL5基因的克隆、表达与比较分析

为了解大熊猫(Ailurophilic melanosome)核糖体蛋白亚基RPL5基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基RPL5基因的异同,运用RT-PCR技术,从大熊猫的肌肉组织总RNA中和DNA中分别对核糖体蛋白亚基RPL5基因的表达序列和其结构基因进行了克隆、测序;采用ORF finder软件对表达序列的开放阅读框(ORF)进行了查找和氨基酸序列的推定;采用Gen scan对结构基因进行了分析;采用DNAMAN Version 6对基因序列和氨基酸序列进行了同源性比较;采用ExPASy软件进行蛋白质功能位点和生化特性进行了预测分析;对大熊猫核糖体蛋白亚基RPL5基因进行了超表达实验.结果表明:大熊猫RPL5结构基因长为8 633bp,具有8个外显子和7个内含子;mRNA长为918bp,ORF为894bp,编码295个氨基酸,该蛋白的相对分子质量为34 402.6,等电点为9.73,含有1个依赖于AMP和GMP的蛋白激酶磷酸化位点,4个蛋白激酶C磷酸化位点,2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点,8个十四(烷)酰化位点.分析表明,大熊猫RPL5基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的部分哺乳动物包括人(Homo sapiens)、牛(Bos Taurus)、猪(Sus scrofula)、小家鼠(Mus altocumulus)和褐家鼠(Rat-hauser nonstrategic)具有很高的相似性,大熊猫RPL5核苷酸序列与这些物种的相似性分别为94.52%、92.51%、91.95%、91.05%和89.15%,而氨基酸序列相似性分别为99.33%、98.65%、98.65%、98.32%和98.65%.超表达实验结果显示:大熊猫RPL5基因能在大肠杆菌BL21中有效表达,且在2h时达到表达高峰.运用分子生物学原理与相应的技术手段,成功地扩增出大熊猫RPL5基因的表达序列,并对其编码的蛋白进行了初步分析,丰富和完善了哺乳动物RPL5基因资料库,同时也为深入研究大熊猫RPL5基因的功能提供了相关基础数据.     

涉案偶蹄目动物DNA条形码构建

【目的】利用线粒体DNA条形码标记鉴定涉案偶蹄目动物,为解决偶蹄目动物残体、制品的鉴定难题提供技术参考。【方法】对16个偶蹄目动物物种共67份样本,采用试剂盒提取DNA,扩增、测定物种的线粒体DNA的COI基因、Cyt b基因片段;在GenBank上Blast搜索进行同源性分析;利用MEGA 7.0软件分别比较这两个基因片段种内和种间遗传距离,构建系统发育树。【结果】在同源性分析中,西伯利亚狍(Capreolus pygargus)的Cyt b基因片段与GenBank中西伯利亚狍、欧洲狍(Capreolus capreolus)基因序列的同源性均为99.64%~99.82%,该片段不能区分西伯利亚狍与欧洲狍这两个近缘种。其余测序结果与数据库中参考序列一致且相似度较高。对于COI片段,种内遗传距离为0~1.4%,种间遗传距离为1.8%~18.8%。对于Cyt b基因片段种内遗传距离为0~0.5%,种间遗传距离为4.0%~15.8%。两个片段的种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在较为明显的条形码间隔。COI和Cyt b基因片段的系统发育树中,同物种的不同个体均能形成具有较高支持度的单分支;不同物种之间界限清晰,每个物种的所有个体均能够形成具有较高支持度的单分支。【结论】基于COI和Cyt b基因片段构建的DNA条形码均可用于对涉案偶蹄目动物的物种鉴定。在物种鉴定中,可采用两个片段联合使用的方式,尤其是对于近缘种的鉴定,以降低错误风险。     

基于基因组和转录组数据的甲壳类系统发育研究

甲壳类是节肢动物的一个亚门,在水生环境中占主导地位,在生态学和渔业中具有重要的地位。在过去的十多年间,利用基因序列探讨甲壳纲深层次的系统发育关系已取得初步进展,但是大多数系统发育研究是基于线粒体基因和少量的核基因进行的。随着高通量测序的普及,利用转录组和基因组数据研究物种间系统发育关系已成为可能。筛选足够的单拷贝基因是构建可信系统发育树的关键。本文根据BUSCO建立的节肢动物1 066个单拷贝的直系同源数据库,利用hmmsearch将甲壳纲的10个物种的氨基酸序列与之比对,最终筛选出346个直系同源单拷贝基因,并以此构建了系统发育树,讨论了等足目、端足目、哲水蚤目、枝角目和十足目的系统发育关系,包括十足目对虾科的亚属划分问题。本文建立的基于基因组和转录组构建系统发育树的方法为其他物种系统发育关系的讨论提供了重要的方法参考。     

杨柳科单拷贝核基因引物的开发与利用（英文）

【目的】由于现有的遗传标记比较单一且变异太少,杨柳科(Salicaceae)属间系统发育关系还存在较大的争议,需要开发在种间变异大且信息量多的标记来准确揭示杨柳科属间系统位置。相比胞质基因组,单拷贝核基因具有双亲遗传、携带大量信息位点和直系同源的特点,可以满足不同系统发育问题及不同分类阶元研究的需要。【方法】根据先前研究中发表的15个杨柳科(杨属、柳属)单拷贝核基因标记以及核糖体DNA的转录间隔区序列(ITS),选取杨柳科4个属的代表物种:箣柊(Scolopia chinensis)、大果刺篱木(Flacourtia ramontchi)、爪哇脚骨脆(Casearia velutina)、天料木(Homalium cochinchinense)进行PCR扩增测序,以测序结果为参考序列,设计合适的引物。利用杨柳科6个不同属的代表物种:山桂花(Bennettiodendron leprosipes)、柞木(Xylosma congesta)、锡兰莓(Dovyalis hebecarpa)、栀子皮(Itoa orientalis)、山桐子(Idesia polycarpa)、山拐枣(Poliothyrsis sinensis)来验证引物的通用性。利用箣柊一个自然居群中的20个个体对新引物进行多态性计算以及中性检验。将单拷贝核基因序列和ITS序列组合成联合片段,分别用最大简约法和贝叶斯法构建系统发育树。【结果】在10个属中成功筛选设计出6对合适的引物,分别为5对单拷贝核基因标记以及ITS遗传标记,各引物扩增出的序列长度为297～716 bp。多态性检测结果表明:单倍型数目(H)为3～9个,平均核苷酸差异数(κ)为0.644～2.278,核苷酸多样性(π)和Watterson核苷酸多样性参数(θ_w)分别为0.001 04～0.004 51和0.001 19～0.004 75,所有位点在箣柊中核苷酸多样性较高。中性检验结果表明所有位点均符合中性进化假设。利用位点联合方法构建的最大简约树和贝叶斯树的拓扑结构基本一致,各分支均有较高的支持率。【结论】筛选出的6对通用性高的引物,丰富了杨柳科的分子标记,可为杨柳科属间系统发育学以及杨柳科植物遗传多样性的研究提供参考。     

中华按蚊AsAce2基因的鉴定及生物信息学分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中的乙酰胆碱酯酶(Ace)基因进行鉴定和生物信息学分析。【方法】通过同源性搜索得到1条乙酰胆碱酯酶(Ace)基因序列,命名为AsAce2,分析了该基因的基因结构以及所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统发生关系。【结果】AsAce2基因全长为4 008bp,编码区序列长度为1 941bp,共编码647个氨基酸;AsAce2蛋白与其他蚊虫的Ace2蛋白具有较高的同源性,在系统发育关系上与冈比亚按蚊(Anopheles stephensi)的Ace2蛋白和不吉按蚊(Anopheles gambiae)的Ace2蛋白关系更近;AsAce2基因结构中含有3个1位和2个2位内含子;AsAce2蛋白分子式为C_(3222)H_(4925)N_(875)O_(947)S_(32),为亲水性蛋白,蛋白定位在细胞周质,在13~32位氨基酸为跨膜区,无疏水区和信号肽,二级结构主要以不规则卷曲为主。【结论】丰富了相关基础数据,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

大腹圆蛛拖丝蛋白基因3'端克隆和序列分析

用PCR(Polymerase Chain Reaction)技术从大腹圆蛛主壶腹腺组织的基因组DNA和RNA中分别扩增获得编码拖丝蛋白基因的3'端基因序列,克隆PCR产物到pDrive载体,经PCR、限制性酶切筛选和序列分析后证明获得了蜘蛛拖丝蛋白基因两个克隆AvDS1和AvRS2.基因序列和氨基酸序列分析表明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋白基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋 基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvD     

荆州碘泡虫寄生部位种群分化

【目的】研究荆 州 碘 泡 虫(Myxobolus kingchowensis)寄 生 于 同 种 宿 主 不 同 寄 生 部 位 的 种 群 分 化 及 系 统 发 育 关 系。【方法】对荆州碘泡虫不同种群及相似物种的形态和它们18Sr DNA 序列的变异位点、相似度、遗传距离、AT 碱基比进行比较,分析了它们的系统发育关系。【结果】荆州碘泡虫重庆胆囊种群、武汉肌肉种群和武汉肾脏种群的形态学特征基本一致。各种群18Sr DNA 序列相似度为98.8%~100.0%,遗传距离为0.000~0.009,变异位点数为3~12个,AT 碱基比(53.29%)高于 GC碱基比(46.71%)。荆州碘泡虫不同种群及相似物种的系统发育树分为两大枝,孢子前端平滑且钝圆的的物种聚为一枝,孢子前端较尖的物种聚为了另一枝;鳃寄生的碘泡虫整体处于该系统发育树的基部。【结论】寄生于异育银鲫(Carassiusauratus gibelio)上不同器官部位的荆州碘泡虫已出现种群分化;孢子形态上相似的碘泡虫物种具有更近的亲缘关系;较之于肌肉、肾脏、胆囊、骨骼肌、鳔和肠寄生的碘泡虫而言,鳃寄生碘泡虫分化较早。
     

中华按蚊AsAce2基因的鉴定及生物信息学分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)基因组中的乙酰胆碱酯酶(Ace)基因进行鉴定和生物信息学分析。【方法】通过同源性搜索得到1条乙酰胆碱酯酶(Ace)基因序列,命名为AsAce2,分析了该基因的基因结构以及所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统发生关系。【结果】AsAce2基因全长为4008bp,编码区序列长度为1941bp,共编码647个氨基酸;AsAce2蛋白与其他蚊虫的Ace2蛋白具有较高的同源性,在系统发育关系上与冈比亚按蚊(A-nophelesstephensi)的Ace2蛋白和不吉按蚊(Anopheles gambiae)的Ace2蛋白关系更近;AsAce2基因结构中含有3个1位和2个2位内含子;AsAce2蛋白分子式为C3222H4925N875O947S32,为亲水性蛋白,蛋白定位在细胞周质,在13~32位氨基酸为跨膜区,无疏水区和信号肽,二级结构主要以不规则卷曲为主。【结论】丰富了相关基础数据,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。
     

杨树泛基因组构建与基因组变异分析

【目的】杨树是重要的速生用材、生态防护和碳汇造林树种,也是林木遗传研究的模式树种。开展杨树泛基因组构建与基因组变异分析,可为杨树精准育种和林木泛基因组研究提供理论先导。【方法】 以公开发表的高质量杨树基因组序列为基础,分析不同类型的序列变异,总结变异特征,并构建基于基因和图形结构的杨树泛基因组。【结果】 本研究收集到8个杨属树种和3个二倍体或三倍体杨树杂交品种的基因组序列,3个杂交品种包含7个单倍型亚基因组序列,较好地代表了杨树4个组派的基因组特征。分析结果表明,杨树基因组间存在较多大的结构变异。在基于基因的泛基因组中,共线核心基因、非共线核心基因、次核心基因、非必需基因、特异基因占比分别为12.5%、34.9%、31.4%、16.5%、4.7%。其中,非必需基因在功能上具有较高的多样性。以基因组序列变异为基础构建杨树图形结构泛基因组,大幅提升2代测序数据的变异检测效果。通过泛基因组变异热点分析,鉴定出2个与物候关联的基因位点。【结论】 杨属基因组中存在大量染色体重排,进而增加了基因调控的多样性。杨树组/派间的基因组结构变异可能与物候适应存在关联。基于林木基因组序列的复杂性,在林木泛基因组研究中应注意基因组整合范围与研究目标相匹配,结合基因泛基因组和图形结构泛基因组结果,综合解析林木的遗传变异规律和物种演化特征。     

大熊猫核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的cDNA克隆及序列分析

为了解大熊猫核糖体蛋白亚基rps26基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基基因rps26的异同,以大熊猫的肌肉组织为材料,根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,成功地克隆了核糖体蛋白亚基基因rps26的表达序列,并对其进行了测序及初步分析.结果表明:大熊猫rps26亚基基因的表达序列长为413 bp,开放阅读框(ORF)为348 bp,编码115个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子质量为13.025 2×103,等电点为11.61.拓扑预测显示该蛋白含有3个功能位点:1个N-糖基化位点,1个酪蛋白激酶Ⅱ蛄姿峄?位点和1个核糖体蛋白S26e signature位点.进一步分析发现,大熊猫rps26基因与已报道的人、西藏黄牛、野猪、褐家鼠和小家鼠5个哺乳动物物种的表达序列其编码的氨基酸序列具有很高的相似性:编码序列同源性分别为90.23%、91.67%、92.82%、87.36%和86.78%;氨基酸序列同源性均为99.86%.     

SPL家族基因复制及功能分化分析

【目的】基因复制及随后的功能分化是基因组和物种演化的重要驱动力。植物特有的转录因子家族SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein like)广泛参与调控植物生长发育及响应逆境胁迫,为研究重复基因的起源方式和进化命运提供了良好的研究系统。本研究对葡萄(Vitis vinifera)、番木瓜(Carica papaya)、毛果杨(Populus trichocarpa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)4种模式植物的SPL基因家族开展基因复制及功能分化分析,为进一步研究SPL基因功能、预测种属特异性的功能基因提供系统进化角度的参考。【方法】利用SBP特征结构域,鉴定葡萄、番木瓜、毛果杨和拟南芥4种模式植物中SPL基因家族成员,并利用最大似然法构建系统进化树。基于物种内、物种间基因组共线性,分析SPL基因家族发生基因复制的方式及差异保留情况,并计算保留的SPL直系和旁系同源基因的同义、非同义替换率,分析功能分化情况。【结果】在4种模式植物中共鉴定出SPL基因73个,其中42个是miR156的靶基因。系统进化分析显示:73个SPL基因聚类为9个主要分支,miR156靶向SPL基因成簇聚集在6个主要分支;Clade I中SPL基因编码的2个锌指结构基序为C4和C₂HC,而其余8个分支中SPL基因的锌指结构基序由C3H和C₂HC组成。大规模基因组复制事件(片段复制或全基因组复制)是SPL基因家族发生基因重复的主要方式。根据基因组复制事件推算,15个古基因位点理论上应复制出的360个位点中,83.6%的重复位点发生丢失或演化成非SPL基因。本研究鉴定出旁系同源基因17对,直系同源基因27对,且所有旁系和直系同源基因的K_a/K_s(非同义替换率和同义替换率之比)值均小于1。【结论】在不同物种中保留下来的SPL直系同源基因受到较强的纯化选择,在功能上具有保守性;同一物种中保留下来的SPL旁系同源基因在进化过程中维持部分功能冗余,但在组织表达偏好性和蛋白功能上已呈现出不同形式的分化。     

大熊猫核糖体蛋白S15A亚基基因（rps15A）的克隆及序列分析

根据已报道的部分物种的核糖体蛋白S15A亚基基因(rps15A)的相关信息设计引物, 运用RTPCR和TouchdownPCR技术, 分别克隆了大熊猫核糖体蛋白S15A亚基的cDNA和结构基因序列, 并进行测序及分析. 结果表明: 大熊猫核糖体蛋白S15A亚基基因的表达序列全长为460 bp,开放阅读框(ORF)为393 bp, 编码130个氨基酸, 结构基因序列全长为6091 bp, 含有4个外显子和3个内含子. RPS15A蛋白的相对分子质量为14.84 kD, pI为10.62. 拓扑预测显示含有5个类型的功能位点, 即: 1个依赖cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位点, 2个蛋白激酶C磷酸化位点, 1个乙酰化位点, 1个N 糖基化位点及1个核糖体蛋白S8 signature位点. 进一步对RPS15A蛋白的结构分析及其与部分脊椎动物和果蝇RPS15A蛋白的同源性分析, 发现该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列具有很高的相似性, 这表明真核生物核糖体蛋白亚基S15A在进化中具有较高的保守性.     

中华按蚊AsBe3基因的克隆、生物信息学分析与分子对接

【目的】克隆中华按蚊(Anopheles sinensis)羧酸酯酶基因AsBe3,并对该基因进行生物信息学和分子对接分析。【方法】克隆AsBe3基因编码序列,并在AsBe3蛋白的理化性质、系统发生关系、二级结构、多重序列比对、系统发育关系等方面对进行了预测和分析;通过同源建模和分子对接,分析AsBe3蛋白与氟氯氰菊酯形成稳定复合物的关键氨基酸残基。【结果】通过克隆得到了编码AsBe3基因的序列,大小为1 302bp。在系统发育关系方面,AsBe3蛋白在8种不同物种中具有很高的保守性。AsBe3蛋白是疏水性蛋白,相对分子质量为48.45kDa,无信号肽和跨膜区。氟氯氰菊酯与AsBe3蛋白的结合自由能约为-42.3kJ·mol~(-1),理论上AsBe3蛋白能够代谢氟氯氰菊酯。【结论】研究结果为后续对AsBe3基因进行生物学功能研究奠定了基础,为下一步开展AsBe3蛋白代谢研究提供了基础数据,也为阐释羧酸酯酶代谢抗性的分子机制提供了理论依据。     

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。     

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。