海南产花鳗鲡细胞色素b基因的克隆及序列分析

线粒体细胞色素b基因是目前研究鱼类分子系统进化的重要分子标记.笔者以日本鳗鲡线粒体基因组序列为模板设计并合成引物进行PCR扩增,并将扩增产物经琼脂糖凝胶电泳和纯化后,克隆到pMD18-T载体、测序,成功得到全长为1 140 bp的海南产花鳗鲡细胞色素b(Cyt b)基因序列.将该基因全长序列递交到Genebank数据库,获得序列登录号为EF690363.用DNA分析软件MEGA2比较了海南产花鳗鲡与递交到GenBank中的8种分布在中国东南沿海、日本海域及南太平洋海域的鳗鲡属(Anguillia)细胞色素b基因的地理差异,并构建了系统进化树.结果显示:日本产和夏威夷产花鳗的地理差异小于海南产花鳗与它们之间的地理差异.     

GGPPS基因在植物色香性状改良中的应用研究进展

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味相关代谢物的形成具有重要影响。本研究对GGPPS蛋白的结构与分类、进化聚类情况,并对GGPPS基因的转录调控和其他调控因子进行综述,总结了GGPPS基因影响植物色彩与香味形成的作用机制,探讨了其在植物色彩及香味性状改良方面的应用潜力,认为今后可利用多组学手段挖掘相关转录因子并解析GGPPS基因调控植物色香的分子网络,以期为植物观赏性状的遗传改良工作提供新的基因资源和研究思路。     

肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类肌肉组织中的表达差异研究

为了阐明肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类中的表达差异,以齐口裂腹鱼(雅鱼,Schizothorax prenanti)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲤鱼(Cyprinus carpio)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)四种鲤科鱼类为研究对象,利用索式抽提法和物性测定仪测定四种鱼类背部与腹部肌内脂肪(IMF)含量和肌肉剪切力,并利用荧光定量PCR(q PCR)检测心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、过氧化物酶体激活增殖受体γ(PPARγ)、过氧化物酶增殖剂受体γ亚型的辅激活因子1α(PGC-1α)、钙蛋白酶抑制蛋白(CAST)等肉质性状相关基因在四种鱼肌肉组织中的表达.结果显示,齐口裂腹鱼背部与腹部肌肉的IMF含量极显著高于其他鱼类(P<0.01),而肌肉剪切力均显著低于其他三种鱼类(P<0.05),PGC-1α在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最高,PPARγ和CAST在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最低.研究结果为阐明齐口裂腹鱼优良肉质形成的分子机制提供重要的参考数据.     

鱼类色素细胞及其生态学意义概述

本文综述了鱼类色素细胞的起源、分类以及体色的生态学意义。作为脊椎动物最大的类群,鱼类具有6种起源于神经嵴的色素细胞,其中黑色素细胞、黄色素细胞、红色素细胞和蓝色素细胞含有相应色素物质,而彩虹细胞和白色素细胞是通过嘌呤类结晶体的反射作用呈色。色素细胞的数量、大小以及分布情况,加上不同发育时期的变化,决定了鱼类的体色多样性。鱼类的体色作为视觉信号系统,在其生活史关键过程中起到十分重要的作用,主要用于个体的生存和社会种群交流,具体可体现为模拟色、婚姻色等;而紫外体色大大拓展了鱼类视觉信号系统的范围,用于种群内部交流,具有较高的隐蔽性,是为躲避捕食者而形成的一种适应性策略。充分了解鱼类色素细胞的多样性以及体色形成的复杂性,可为深入探索鱼类行为学和种群交流提供科学基础,同时可为优质经济鱼类的人工繁育提供参考。     

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。     

海水养殖鱼类抗病分子育种研究进展及前景展望

病害是限制水产养殖业可持续发展的关键因素。而我国目前尚缺乏优良的抗病养殖鱼类品种。鱼类功能基因组和分子标记技术的发展为筛选鱼类抗病相关功能基因和分子标记提供了机遇。基因转移、分子标记和基因标记等分子育种技术是培育抗病优良鱼类新品种的很有潜力的技术手段，已成为国际上的发展趋势，也是我国今后应大力发展的研究领域。本文结合笔者实验室的工作，对某些海水养殖鱼类抗病相关功能基因及抗病分子育种研究的最新进展作一综述介绍；     

硬骨鱼类性别决定与分化相关基因研究进展

鱼类是脊椎动物中最低等但分布最广、种类最多的一类生物.与高等脊椎动物不同,鱼类的性别决定除了受遗传因素的影响,外界环境(激素水平、温度、盐度、氧气等)和自身内分泌调节也发挥了重要作用,因而其性别决定与分化机制极其复杂.尽管如此,遗传因素仍然是鱼类性别决定与分化的关键因素.本文通过对影响硬骨鱼类性别决定及分化的遗传因素(包括sox,dmrt1,amh,gsdf,cyp19a1a,foxl2等性别决定及分化相关基因和Rspo1/Wnt/β-catenin信号通路)的研究动态与进展进行综述,为更深入的探索鱼类性别决定与分化机制提供参考.     

鲤科鱼类系统进化过程中SINEs的插入事件

短散在核重复序列(SINEs)是真核生物基因组内的移动元件,已被广泛应用于系统发育研究。文中报道了用SINE的插入事件和细胞色素b基因来研究鲤科鱼类的进化.结果显示:细胞色素b基因和SINEs插入事件在大的鲤科鱼类分类上都支持形态学的分类结果,将整个鲤科鱼类分为雅罗鱼系和鲃系;两种分子标记所获结果的不同之处在于野鲮亚科的进化地位.SINEs插入事件的分析结果显示该亚科的进化地位比较原始,而细胞色素b序列的结果则显示其相对较晚的进化起源.尽管在该研究中分析的物种较少,但为SINEs在鲤科鱼类插入事件的研究提供了基础.     

项目介绍

正国家自然科学基金青年项目"白桦BpEIL1基因调控抗叶枯病分子机制的研究(31800558)"依托牡丹江师范学院生命科学与技术学院"北方药食生物技术研发工程中心"平台,通过分子生物学、高通量测序等技术研究白桦BpEIL1基因在病原菌侵染下的表达特性及功能,确定BpEIL1基因在白桦抗病性形成中的重要作用,构建BpEIL1调控基因网络,挖掘与白桦抗病相关的下游基因,揭示BpEIL1基因调控白桦抗叶枯病的分子机制。从浩渺的太空看我们的家乡,地球是一颗"蓝星"。地球除了海洋与江河,也应该是绿色的。     

内分泌干扰物对鱼类性腺干扰的分子作用机制

内分泌干扰物是严重危害生物及环境的化学污染物,探究其对生物的毒性作用是对其进行风险评价的基础.为深入了解其具体分子作用机制,对鱼类卵黄蛋白原、性类固醇激素、性腺发育相关基因干扰作用及其导致的性逆转等方面的研究成果与进展进行综述,并对目前研究中存在的问题以及有待深入研究的方面进行展望,旨在为鱼类毒理学研究以及水环境污染的...     

细胞色素b基因序列变异与东亚鲿科鱼类系统发育

采用PCR技术获得了中国（鱼尝）科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因1138bp全序列.所得序列与GenBank中分布于日本、韩国和俄罗斯的（鱼尝）科2属9种鱼类同一基因序列排序,并选用鲇形目鲇科的大口鲇、钝头（鱼危）科的鳗尾（鱼央）和伦氏（鱼央）以及脂鲤目的断线脂鲤作外类群.分析了细胞色素b基因序列,计算了Kimura双因子遗传距离和（鱼尝）科鱼类线粒体DNA的进化速率,用最大简约法和邻接法构建了（鱼尝）科鱼类分子系统树,得出如下结论:(1)线粒体DNA序列分析显示所测定的鲇形目鱼类细胞色素b基因序列中,存在3bp的缺失;(2)系统发育分析显示（鱼尝）科构成一单系类群;（鱼艹）属为较为特化的属,拟（鱼尝）属为一明显的类群,而黄颡鱼属与（鱼危）属关系较为混乱;(3)东亚（鱼尝）科鱼类线粒体DNA的进化速率约为每百万年0.18%～0.30%.本文是中国鲇形目（鱼尝）科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因序列的首次报道.     

牡蛎全基因组测序与功能解析

围绕牡蛎全基因组测序、基因组结构分析、基因注释、重要功能基因发掘和SNP标记开发几个目标展开了研究。采用fosmid克隆混池和等级组装策略成功解决了牡蛎高杂合度带来的基因组拼接困难,得到的基因组Contig和Scaffold N50分别达到19.4 Kb和401 Kb,整体测序深度大于800倍覆盖度。为后续的研究奠定了基础。对牡蛎基因组结构特征进行了分析。其基因组杂合度达到2.3%,重复序列丰富。在全基因组水平筛查到SNP位点312万个,其中基因区的SNP分布少于非基因区。共注释得到基因28 000多个。通过38个发育时期的表达谱测序,筛选到具有不同生物学含义的功能基因集,发掘了大量与生长发育等相关的基因,并对一些基因进行了详细研究。对牡蛎母本效应基因进行了发掘。鉴定出1 307个在雌性性腺中特异高度表达的基因,526个雄性性腺中特异高度表达的基因,包括一些重要的父本效应基因,如K81等。对性别决定基因进行了分析,发现Sox9、SRY等基因在牡蛎雄性性腺中特异表达,可能是决定牡蛎雄性转变的重要调控基因。对重要的发育基因家族进行了详细梳理和进化分析,包括130多种Homeobox基因、20多种Fox基因、10多种Wnt基因等。此外,对一些重要的功能基因如表皮生长因子受体(EGFR)和固醇调节原件结合蛋白(SREBP)等还进行了原味杂交、蛋白重组表达等功能研究。在全基因组范围以及转录区筛选到大量的SNP标记,在一些群体中验证了超过1 500个具有多态性的SNP。并把HSP、类胰岛素多肽等基因的SNP与表型性状进行了关联分析研究,发现一些与生长性状具有显著相关性的SNP标记。由于冠轮动物超门基因组数据缺少,牡蛎基因组的测序为生物多样性和进化生物学研究提供了重要数据。为牡蛎高度适应潮间带环境的分子机制研究提供了重要基础。项目的完成对贝类发育、贝壳形成、海洋无脊椎动物浮游幼虫的进化等机制有了更深入的理解。研究成果丰富了海洋基因资源,开发了大量分子标记,为分子育种的开展提供了条件。     

养殖鱼类体色改良技术研究进展

本文对影响鱼体体色的因素及养殖鱼类体色改良方法进行综述,希望能为养殖鱼类体色改良提供基础研究依据,为以后的研究工作提供参考。     

斜带石斑鱼肝脂酶和脂蛋白脂酶基因克隆与序列分析

为从分子水平研究海水鱼类肝脂酶(hepatic lipase,HL)和脂蛋白脂酶(liportein lipase,LPL)基因在脂质代谢过程中的作用及其分子系统进化地位,采用RT-PCR及RACE法从斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)肝脏克隆得到HL、LPL基因cDNA全序列.克隆获得斜带石斑鱼肝脏HL基因cDNA全长2 261 bp,其中5′非翻译区(5′-UTR)为186 bp,3′-UTR为590 bp,开放阅读框(ORF)为1 485 bp,编码494个氨基酸;LPL基因cDNA全长2 191 bp,其中5′-UTR为 144 bp,3′-UTR为 499 bp,ORF为1 548 bp,编码515个氨基酸.序列同源性分析表明,斜带石斑鱼HL、LPL基因与哺乳动物同源性均低于真骨鱼类罗非鱼、斑鳢和真鲷等,这与其亲缘远近关系相一致,表明HL、LPL在进化过程中都相对保守.构建系统发生树显示,斜带石斑鱼HL、LPL基因氨基酸序列与大口黑鲈、真鲷等共同占据进化树上独立的分枝,与较为原始的硬骨鱼类中华鲟在进化树上距离较远.本实验对斜带石斑鱼HL、LPL基因同源性、系统进化地位的研究,为进一步研究海水鱼类脂代谢调控机制,预防鱼类脂代谢疾病奠定了基础.     

水稻耐淹性的QTL定位与候选基因分析

为研究水稻苗期对淹水胁迫的耐受性,以籼稻品种台中本地1号(TN1)和粳稻品种春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为实验材料,将淹水条件下的成苗率作为考察指标,利用该群体前期构建的分子连锁图谱对淹水数据进行数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)检测分析.利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术对淹水处理前后相关基因的表达量进行分析,并对表达量存在显著差异的基因进行测序分析.结果表明:挖掘到6个与淹水胁迫相关的QTL,分别位于水稻第1,2,6,8和9号染色体上;位于8号染色体QTL区间内的基因LOC_Os08g42750的表达在两亲本间存在显著差异,该基因在两亲本的编码区域存在4处差异.检测到的QTL位点对QTL精细定位和克隆耐淹相关基因具有重要参考价值,并为研究水稻耐淹分子机制及水稻直播育种提供了新的观点和见解.     

Cyp19a1基因在鱼类性别分化和发育中的研究进展

鱼类是人类获得优质动物蛋白的重要途径,蛋白的高效产出是水产研究领域的热点.许多鱼类存在性别异形的特点,因此,培育生长快、个体大的单性群体是增加产量的方式.单性群体的培育工作已在部分鱼类中完成,但鱼类的性别化机制复杂,受遗传、环境等因素影响.鱼类芳香化酶(Cyp19a)可将雄激素转化为雌激素,是鱼类卵巢分化和发育的关键因素.Cyp19a1基因在发挥功能时,不仅受到相关转录调控因子的影响,也与外界环境因素(如温度、pH值、盐度、湿度、光照等)有关.随着分子生物学技术的发展,水产动物性别分化机制日益深入,Cyp19a1在性腺发育过程中的调控机制也愈发明确.通过综述水产动物中的Cyp19a1基因的研究进展,为鱼类性别分化与性别发育机制的探索提供参考.     

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。     

黑脊倒刺鲃scp3基因的克隆及其表达

为了从分子水平上研究鱼类生殖细胞发育的机制,首次从重要的经济养殖鱼类黑脊倒刺鲃中克隆出了生殖细胞减数分裂Ⅰ相关基因scp3的部分同源序列scscp3:该序列长477 bp,编码159个氨基酸.经比对发现,其编码的蛋白序列与斑马鱼scp3蛋白等具有高度的同源性.不同组织RT-PCR结果显示:scscp3基因仅在生殖细胞中...     

植物生长素影响单性结实的研究进展

主要阐述了植物单性结实的研究历史和现状、单性结实形成的分子机制和相关基因的分离克隆及鉴定方法的一些最新研究进展;从植物生长素响应途径调节和其他相关基因调节两方面,探讨了植物生长素对单性结实果实发育的具体影响,并对未来这一领域的研究方向作了进一步的展望.     

细胞色素b基因序列变异与东亚 科鱼类系统发育

采用PCR技术获得了中国 科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因1138bp全序列，所得序列与GenBank中分布于日本，韩国和俄罗斯的 科2属9种鱼类同一基因序列排序，并选用鲇形目鲇科的大口鲇，钝头Wei科的鳗尾 以及脂鲤目的断线脂鲤作外类群，分析了细胞色素b基因序列，计算了Kimura双因子遗传距离和 科鱼类线粒体DNA的进化速率，用最是约法和邻接法构建了 科鱼类分子系统树，得出如下结论：（1）线粒体DNA序列分析显示所测定的鲇形目鱼类细胞色素b基因序列中，存在3bp的缺失。（2）系统发育分析示 科构成一单系类群； 属为较为特化的属，拟 属为一明显的类群，而黄颡鱼属与Wei属关系较为混乱；（3）东亚 科鱼类线粒体DNA的进化速率约为每百万年0.18%-0.30%,本文是中国鲇形目 科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因序列的首次报道。