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.     

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。     

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。     

14种帘蛤科贝类线粒体基因组特征与系统进化分析

利用从genbank数据库摘录了帘蛤科Veneridae的14种贝类的线粒体基因组全序列,分析其特征,并研究帘蛤科贝类分子系统进化关系。结果显示,A+T碱基含量高于G+C碱基含量,线粒体基因组表现出明显的碱基偏倚现象。对蛋白质编码基因分析,ATG并不是唯一的起始密码子,终止密码子有TAA和TAG两种;密码子组成表现出亲缘关系近的密码子组成差异较小,而亲缘关系远的差异较大。研究还发现14个物种线粒体基因排列顺序存在差异,有基因重排现象和ATP8基因缺失现象,可能是和物种生活环境有关。选取巴非蛤属的和蔼巴非蛤,真曲巴非蛤,织锦巴非蛤,波纹巴非蛤来研究帘蛤科贝类线粒体基因组选择压力,结果表明其12种蛋白质编码基因的Ka/Ks均介于0和1之间,表明基因受到纯化选择作用。基于线粒体基因组序列计算的遗传距离和构建的NJ系统发育树所得结论与传统形态分类基本一致,说明线粒体基因适合作为帘蛤科系统发育的研究手段。     

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。     

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...     

等边浅蛤线粒体全基因组测序和系统发育研究

采用高通量测序技术对等边浅蛤的线粒体全基因组进行了测序,并通过拼接、组装得到了完整的线粒体基因组序列。研究结果表明:环状线粒体基因组总长度为20 248 bp,由13个蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因及1个控制区组成,所有基因均在重链编码。等边浅蛤线粒体基因碱基组成为A(28.55%),T(39.33%),C(10.40%)和G(21.72%),A+T含量为67.88%,具有AT偏好性。D-loop控制区位于COX1基因和Cytb基因之间,长度为1 944 bp。利用帘蛤科16个物种及缢蛏(外群)的线粒体基因组的12个蛋白质编码基因构建NJ系统进化树。结果表明,等边浅蛤与菲律宾蛤仔聚为一支,亲缘关系最近。该研究将补充浅蛤属线粒体基因组信息,为浅蛤属以及帘蛤科的系统发生关系及进化地位积累有价值的数据资料。     

酵母全基因组新的ORF结构的预测

提出了一个预测DNA序列中无内含子的开阅读框架（ORF）的理论方法－终止密码预测法；用酵母全基因组中已知的6260个基因进行检验，预测成功率为99．9％；发现酵母基因编码区和已知的DRF的起始密码子总是位于长距离不出现终止密码的位置序列上游紧邻最后一个终止密码子的ATG；在酵母全基因组DNA中发现了新的长度不小于90个氨基酸的ORF结构2244个。     

红腹锦鸡线粒体基因组全序列及其结构分析

采用PCR扩增方法测定红腹锦鸡Chrysolophus pictus线粒体基因组全序列:序列全长16 678 bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA基因.基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构都与绝大多数鸟类相同或相近.红腹锦鸡线粒体基因组碱基组成分别为:A(30.4％)、T(24.8％)、C(31.2％)、G(13.6％).总的A+T含量为55.2％.除了COⅠ基因起始密码子是GTG,其余12个蛋白质编码基因的起始密码子都是ATG.tRNA基因核苷酸长度为65～76 nt,12S rRNA和16S rRNA基因分别为968和1 604 nt.     

黄杨绢野螟和四目扇野螟全线粒体基因组的测定与分析

通过PCR结合引物步移法测定了黄杨绢野螟Diaphaniaperspectalis(Walker,1859)和四目扇野螟Pleuroptya inferior(Hampson,1898)的全线粒体基因组序列,并对二者进行了初步分析。结果显示:黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组全长分别是15 249bp和15 348bp,基因的组成和排列与其他已公布的螟蛾总科昆虫相同,均由13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个转运RNA基因(tRNA)、2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的A+T富集区组成。13个蛋白质编码基因除COⅠ以CGA作为起始密码子外,其余均以ATN作为起始密码子。对于终止密码子的使用,除COⅠ、COⅡ、ND5存在不完全终止密码子T或TA外,其他均为完全终止密码子TAA。21个tRNA基因均可形成典型的三叶草二级结构,只有tRNASer(AGN)比较特殊,其二级结构缺失DHU臂,在该位置形成了一个环。黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组的A+T富集区位于12S rRNA和tRNAMet之间,长度分别为344bp和366bp,A+T含量明显高于线粒体基因组中37个编码基因。此外,A+T富集区还存在一些保守序列、poly-T和poly-A结构以及串联重复序列。基于13个蛋白质编码基因采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)对螟蛾总科10个亚科进行初步的系统进化分析,两种结果均符合以往形态学和分子数据的研究结果。     

广西5种常见星虫动物的线粒体基因组特征和系统进化分析

为探明广西北部湾星虫动物的线粒体基因组遗传变异和基因序列特征,采用高通量测序测定广西北部湾5种常见星虫动物的线粒体基因组,并对其基因序列特征、遗传变异、系统进化进行分析。结果显示,星虫动物线粒体基因组具有典型的无脊椎动物线粒体基因组的特征,基因排列高度保守,特别是其13个蛋白质编码基因（PCGs）。此外,星虫动物线粒体基因组的基因均编码在H链上,并存在3个高度保守的基因排列区块,与环节动物和螠虫动物线粒体基因组特征较为相似。cox1、cox2和cob等3个基因进化速率最慢、遗传变异水平最低,适合作为星虫动物种属系统进化研究以及不同种间生物条形码构建的分子标记。nad6、nad4、nad5和nad2等4个基因的遗传变异水平较高（大于60%）,变异位点数量较多,适合作为星虫动物种群遗传多样性研究的分子标记。星虫动物线粒体13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值均低于1（0.058 2-0.726 6）,其中cox1、cox3和cob等3个基因的Ka/Ks比值最低（小于0.1）,表明在星虫动物线粒体遗传进化过程中,这3个蛋白质编码基因承受强烈的自然选择压力和功能束缚。基于线粒体基因组蛋白质编码基因系统进化树的研究结果表明,星虫动物可分为方格星虫纲和革囊星虫纲两个进化分支,星虫动物与环节动物的进化地位、亲缘关系较近,而与软体动物的亲缘关系较远。本研究结果不仅为广西北部湾特色星虫动物渔业资源多样性调查和保护提供分子遗传数据,也为星虫动物系统进化研究提供了科学参考。     

三种螳蛉线粒体基因组及脉翅目系统发育分析

通过PCR结合引物步移法测定日本螳蛉Mantispajaponica、汉优螳蛉Eumantispa harmandi和铜头螳蛉Euclimacia badia的全线粒体基因组,并进行序列分析。结果表明:日本螳蛉、汉优螳蛉和铜头螳蛉的全线粒体基因组长度分别为16 106、15 741和15 899bp,基因组成和排列与其他已测脉翅目昆虫一致,均包括13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个转运RNA基因(tRNA)、2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的A+T富集区。蛋白质编码基因除COⅠ以ACG作为起始密码子外,其余基因均以ATN作为起始密码子;除COⅠ、COⅡ、ND5、ND4以不完整的T作为终止密码子外,其他基因终止密码子均为完整的TAA。汉优螳蛉的22个tRNA均形成典型的三叶草形二级结构;而日本螳蛉和铜头螳蛉的21个tRNA形成典型的三叶草形二级结构,仅trnSAGN二级结构缺失DHU臂,在该位置形成1个环。A+T富集区位于rrnS和trnI-trnQtrnM之间,长度分别为1 281、936和1 092bp,并在该区域存在一些串联重复序列及1个茎环结构。基于13个蛋白质编码基因数据集,采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)对脉翅目进行初步的系统发育分析,结果显示两种系统树拓扑结构一致,符合以往形态学和分子分类的研究结论,支持螳蛉科的单系性,但不支持蚁蛉科的单系性。     

蝽次目线粒体基因组特征及系统发育关系重建全文替换

目前GenBank数据库共收录122种蝽次目昆虫全线粒体基因组序列,比较分析其13个蛋白质编码基因的密码子使用情况、核苷酸进化速率及核苷酸序列信息位点等序列特征,归纳蝽次目tRNA基因的重排现象,同时基于蛋白质编码基因用贝叶斯法和最大似然法重建蝽次目系统发育树,最终为蝽次目昆虫的分子进化信息进行了分析和补充,为蝽次目的系统发育分析奠定了良好基础.两种方法构建的系统发育树结果基本一致,分支关系如下：(扁蝽总科+(蝽总科+(缘蝽总科+(红蝽总科+长蝽总科)))).     

中华绒螯蟹线粒体COⅡ基因全序列测定

通过克隆测序方法,报道了中华绒螯蟹（Eriocheir japonica sinensis)线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅱ(COⅡ）基因全序列,与已知甲壳动物线粒体同源序列的比较显示,绒裂蟹COⅡ基因的核苷酸组成及其编码的氨基酸组成与软甲类甲壳动物最相近似。其序列组成与密码子使用对A、T核苷酸没有明显的偏倚,对中华绒螯蟹COⅡ全序列及其序列特征的研究,为进一步研究短尾类的系统发生和绒螯蟹属的分子进化提供了分子标记。     

波纹鳜线粒体基因克隆及系统发育信息分析

为了探讨鳜类线粒体基因组结构特征及系统发育信息,以期为鳜类遗传学研究和分子标记提供参考依据,本文将波纹鳜Siniperca undulata线粒体随机切割成长度为1～3 kb的15个片段,采用PCR产物直接测序法获得波纹鳜线粒体全基因组,并提交至NCBI数据库,获得登录号KJ644783。结果分析发现:波纹鳜线粒体包含13个编码蛋白基因、22个tRNA、2个rRNA以及一个超变区(D-loop),基因排列顺序与其他硬骨鱼类似,不存在基因重排现象。整个基因组存在明显的AC偏好性,其中G碱基含量非常低,仅仅为16.23%。系统发育信息分析结果显示,CO1、ND5、CYTB、ND4基因具有较好的进化适应性,能够较好地反映鳜类的系统发育关系。进一步的进化分析显示,鳜类分成了鳜属和少鳞鳜属。     

医蛭形亚目常见物种系统发育基因组学研究

本研究基于GenBank中10个医蛭形亚目物种及2个近缘外类群的基因组或转录组数据,提取COI、18 S和蛋白编码核基因的直系同源序列（Orthologs）,开展系统发育分析。比对后的COI、18 S和Orthologs序列长度分别为1533、1832、220095 bp。最大似然法和贝叶斯推断法分析显示,基于Orthologs序列构建的系统发育树在几乎所有节点上的支持率都达到100%,明显优于COI和18 S序列得到的结果。研究表明,医蛭科的欧洲医蛭、东方医蛭和侧纹医蛭组成一个单系群,医蛭科的日本医蛭与黄蛭科的宽体金线蛭和尖细金线蛭组成另一单系群,而黄蛭科的马蛭与上述6个物种形成姐妹群。医蛭科的两种牛蛭（菲牛蛭和棒纹牛蛭）组成一个单系群,此单系群与医蛭科的其他物种的遗传关系比马蛭更疏远;山蛭科的洞穴山蛭在10个医蛭形亚目种类中处于最基部位置。本研究阐明了医蛭形亚目常见物种的系统发育关系,为这些物种的资源开发利用和保护提供科学依据。     

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。     

翘嘴鳜线粒体基因组全序列的克隆与特征分析

通过直接测序的方法获得翘嘴鳜线粒体DNA基因组全序列(GenBank:JF972568).翘嘴鳜线粒体基因组全长为16 496 bp,其包含13个编码蛋白基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个Control region区域.整个翘嘴鳜线粒体DNA利用率非常高,仅仅只有32 bp的基因间隔和35 bp的基因重...     

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。     

国外期刊亮点

正破译油菜多倍体基因组中国农业科学院油料作物研究所等多个国内外相关机构通过合作首次完成了甘蓝型油菜的基因组测序工作。相关成果8月22日发表于Science上。研究发现,甘蓝型冬油菜基因组至少包含10多万个蛋白编码基因,为至今测序的植物种中基因数最多的物种。借助与亲本种甘蓝和白菜基因组的比较,科学家发现,该基因组进化的突出特点是2个亚基因组(A和C)存在广泛的、相互的基因或DNA序列置换。