绿头鸭线粒体基因组全序列分析及河鸭类系统发育关系

参照近源物种线粒体基因组序列设计引物15对,用PCR产物直接测序法测得绿头鸭线粒体基因组全序列,初步分析其基因组特点和各基因的定位。结果显示：绿头鸭线粒体基因组全长16606bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop),其组成和排列顺序与已知雁形目鸟类相似。基于GenBank已有D-loop区序列,用N-J法构建河鸭类系统进化树。结果表明：河鸭类分为3个进化枝。其中,家鸭、绿头鸭及斑嘴鸭构成一枝 ,初步推断我国家鸭起源于绿头鸭和斑嘴鸭,或是绿头鸭和斑嘴鸭的杂交后代。     

棉铃虫线粒体cox2基因的克隆、序列及系统学分析

利用兼并性引物克隆出棉铃虫线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅱ基因(cox2),cox2基因编码框包含682个核苷酸,编码227个氨基酸的蛋白质;起始密码子为ATG,终止密码子仅有一个T组成。利用GenBank数据库搜索了其他12种昆虫的线粒体cox2基因序列,通过同源性比较,发现棉铃虫的cox2与鳞翅目4种蚕的cox2同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别达到85%~88%和93.0%~94.7%。同时,根据cox2核苷酸和编码的氨基酸序列进行了13种昆虫的分子系统学分析的探讨,发现分子系统树与形态分类基本一致,但略有差异。     

家蚕线粒体基因组全序列测定与分析

家蚕（Bombyx mori)线粒体基因组全序列为15664bp,AT含量较高，为81．3％，包括13个蛋白质编码基因，2个rRNA基因，22个tRNA基因 一段498bp的A＋T富集区域。与其它10种节肢动物线粒体基因组全序列相比，家蚕与果蝇（Drosophila melanogaster)在核苷酸组成，编码偏好性，以及氨基酸组成上较相近，只是在基因排列上，tRNA^Met的位置发生了重排，在家蚕线粒体基因组中，tRNA^Met位于A＋T富集区与tRNA^Ile之间，而在果蝇中，其位于tRNA^Tln与ND2基因之间。     

鸿雁线粒体DNA全基因组序列测定及分析

线粒体基因组(mitochondrial genome,mt DNA)具有进化速率快、多态性丰富、无重组、母系遗传等特点,是开展群体遗传学、系统发育学、分子生态学、分类学等研究的理想分子标记。本研究根据鸿雁(Anser cygnoides)同属近缘物种豆雁(Anser fabalis)线粒体全基因组序列(EU009397.1)设计引物,采用直接测序技术对鸿雁线粒体基因组全序列进行了综合分析,结果显示,鸿雁线粒体基因组序列(Gen Bank登录号:KJ124555)全长16 739 bp,包含22个t RNA、2个r RNA基因、13种蛋白质编码基因和一个D-loop区。碱基组成T占22.49%,C占32.24%,A占30.21%,G占15.06%,无明显的AT偏好性。22种t RNA都为典型的三叶草结构,参照原鸡(Gallus gallus)、黑尾地鸦(Podoces hendersoni)的12Sr RNA,对鸿雁12Sr RNA的二级结构进行了预测,含有4个结构域、37个茎环和13个突出部。对D-loop控制区序列分析发现,含有LSP/HSP、ETAS1-2、Goose hairpin、E-box、F-box、D-box、C-box、Bird similarity-box、CSB1-box、CSB-like和OH。以原鸡作为外群,采用邻接法(N-J)和最大拟然法(ML)算法以及贝叶斯法,基于线粒体基因组全序列分别构建系统进化树,结果显示,鸿雁与灰雁(Anser anser)、豆雁(Anser fabalis)、白额雁(Anser albifrons)和加拿大黑雁(Branta canadensis)处于一个分支,亲缘关系较近。该研究结果丰富了鸭科线粒体基因组全序列,为研究鸿雁的系统发生和分子进化研究以及种质资源保护和合理利用提供新的基础资料。     

草菇基因组中的tRNA分析

草菇（Volvariella voluog,e曲，又名中国蘑菇，是一种生长于中国和东南亚的重要经济食用菌。本文基于本实验室的草菇基因组测序结果，分析了草菇基因组中的tRNA情况。草菇基因组的302个框架中，共发现了177个tRNA基因，其中有7个可能的假基因，有2个携带硒代半胱氨酸，一个抑制性tRNA基因和一个未知的异型结构tRNA。除了上述11个特殊的tRNA基因外，166个tRNA可按反密码子类型分成47类。与其它5种担子菌的基因组tRNA比较，草菇的tRNA数量处于第4位，少于鬼伞、裂褶菌、灵芝，多于双孢蘑菇和平菇。通过比较分析草菇及这5种大型真菌的基因组tRNA编码情况，首次报道了几种食用菌tRNA遵守修正的摆动假说的情况。另外，草菇的同功受体tRNA非编码子序列也具有差异性，对tRNA的分析将有助于进一步研究草菇的进化。     

钩刺山羊草（Aegilops triuncialis L.）低分子量谷蛋白基因序列分析

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物，对钩刺山羊草(Aegilops triuncialis L, 2n=4x=28, CCUU)PI483029总DNA进行PCR扩增，得到长度为900和1 065 bp的DNA片段，克隆测序后获得2个LMW-GS基因，GenBank登录号分别为AY841016和AY841017。它们具有小麦LMW-GS基因的典型结构特征。其中，AY841017具有完整编码区，长度为1 065 bp，可编码322个氨基酸残基的成熟蛋白，第一个半胱氨酸残基出现在重复区第13位。在重复区，AY841017的两个疏水单元为PIIIL和PVIIL，重复区中还存在一个连续13个Q(谷氨酰胺)组成的短肽。AY841016由于编码区内存在提前终止密码子，为假基因。氨基酸序列比较发现，AY841017与普通小麦(Iriticum aestivum L.)Glu-D3位点编码的LMW-GS基因有很高的一致性。     

斜纹夜蛾核多角体病毒（SpltNPV）碱性核酸外切酶基因的序列分析

斜纹夜蛾核多角体病毒碱性核酸外切酶基因（alk-exo)定位于基因组的XbaI-I片段上，克隆并测序确定了alk-exo全序列：SpltNPV碱性核酸久切酶基因的完整的读码框为1227个核苷酸。编码一长为408个氨基酸的蛋白质。在距起始密码子ATG上游－37位、－80位各有一个启动子基序TATA框，在－28位有杆状病毒晚期基因的启动子基序TAAG，在ORF终止区有加尾信号poly(A)序列AATAAA。根据核苷酸序列推导的蛋白质的分子量为47kD，等电点为8．9，在296－312位氨基酸存在有一预期跨膜区，其中心位于304位的丙氨酸（GFYYSFGALVCVFCMK）。SpltNPV的alk-exo氨基酸序列与其它8种杆状病毒的alk-exo同源性在37％－43％之间，且与疱疹病毒的alk-exo基因有一定的同源性，通过对8种杆状病毒和疱疹病毒的alk-exo序列比较发现了5个保守区。     

猪胸膜肺炎放线杆菌毒素II基因的克隆、表达及其对小鼠的保护性研究

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物，对钩刺山羊草(Aegilops triuncialis L, 2n=4x=28, CCUU)PI483029总DNA进行PCR扩增，得到长度为900和1 065 bp的DNA片段，克隆测序后获得2个LMW-GS基因，GenBank登录号分别为AY841016和AY841017。它们具有小麦LMW-GS基因的典型结构特征。其中，AY841017具有完整编码区，长度为1 065 bp，可编码322个氨基酸残基的成熟蛋白，第一个半胱氨酸残基出现在重复区第13位。在重复区，AY841017的两个疏水单元为PIIIL和PVIIL，重复区中还存在一个连续13个Q(谷氨酰胺)组成的短肽。AY841016由于编码区内存在提前终止密码子，为假基因。氨基酸序列比较发现，AY841017与普通小麦(Iriticum aestivum L.)Glu-D3位点编码的LMW-GS基因有很高的一致性。     

耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans中非编码RNA

耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)对电离辐射、紫外线以及强氧化剂等方面具有惊人的抗性。非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在参与转录调控、RNA的加工与修饰、mRNA的转录、蛋白质的运输与稳定性调节等方面具有非常明显的作用。本文通过概率上下文无关算法(Stochastic ContextFree Grammar,SCFG),对耐辐射奇球菌R1菌株的基因间序列进行相似二级结构预测,结果发现,在耐辐射奇球菌R1基因组的非编码区存在28个非编码RNA家族。其中IRE家族成员最多,其次是Histone3、tRNA和SECIS家族。所发现的DicF与ctRNA_pGA1t、mRNA等家族成员为细菌所特有。与其他生物比较分析结果显示,可以用这些非编码RNA来研究耐辐射奇球菌的生物学功能,并为进一步研究其DNA损伤与修复分子机制提供依据。     

烟草线粒体基因coxⅡ的SNP检测及其与CMS的相关性分析

对烟草胞质雄性不育性(CMS)的分子机理进行了研究。以7个CMS系及其相应的保持系为材料,利用特异引物PCR法扩增其线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅱ(coxⅡ),通过直接测序和比对,检测到coxⅡ中有3个核苷酸位点存在碱基变异,分别是:C-770G、G-772A和G-773C,其中第770位碱基的变化导致了相应位点编码氨基酸的改变,第772和773位碱基的变化共同导致了1个编码氨基酸的改变。对coxⅡ基因中第770位C→G的突变进行了240个烟草植株个体的PCR-RFLP检测及分析,结果表明,所有保持系单株的线粒体coxⅡ基因片段都可以被HapⅡ酶切,酶切后出现2种条带;而全部雄性不育系单株的线粒体coxⅡ基因片段由于第770位C→G的突变都不能被HapⅡ酶切,电泳图中仅有1条未被切开的条带。说明coxⅡ基因第770位的SNP位点与烟草CMS特性存在极显著的相关性。     

几种植物waxy基因的密码子用法特征分析

密码子简并性特征造成了不同物种或同一物种的不同基因在密码子使用上存在不同的偏爱性。本研究运用Codon W软件对水稻、玉米、高粱、小麦、大麦、拟南芥、豌豆的waxy基因的密码子用法进行了分析。结果表明：单子叶植物与双子叶植物waxy基因的密码子用法差异较大,前者偏向于使用以G或C碱基结尾的密码子,后者则偏向于使用以A或T碱基结尾的密码子。不同物种的waxy基因在密码子用法差异上表现为,进化上亲缘关系越近的物种其基因密码子用法越相似。因此,基于基因密码子用法的研究,可作为目前各种系统发育分析方法的重要补充,用于物种进化关系和分子进化机制研究。     

大肠杆菌基因中密码对使用的规律

为了探讨基因组序列的非随机性对密码对使用的影响程度,揭示依赖上下文的密码对偏爱性(CDCB)可能存在的规律,本文主要对大肠杆菌基因组中密码子及其紧邻密码子(密码对)偏爱作了全面的统计分析。结果发现85%的密码子在其紧邻密码子位点有显著依赖上下文的密码对偏爱性,通过密码对与全序列六联体(三联体对)的相对丰度比较发现,大约35%的密码对偏好性不能用基因组的序列组分来解释。当密码子第二和第三位点核苷酸相同,且紧邻密码子相同时,它们的相对丰度有显著相关性。结果表明我们的数据支持依赖上下文的密码子偏好的主要原因是蛋白质合成精确性选择的假设,即本文结果揭示了依赖上下文的密码对偏好性可能存在的规律,从而为今后进一步研究大肠杆菌基因组中密码对使用偏好性提供参考。     

玉米密码子用法分析

生物中普遍存在密码子使用偏性,这对外源基因的表达强度有着较大影响。本研究运用Codon W软件和CUSP程序对玉米基因组中的7402个蛋白质编码基因序列进行了分析,计算了编码氨基酸的密码子使用频率,并将其与人、酵母、大肠杆菌、果蝇等不同种类的模式生物及与拟南芥、烟草、水稻、小麦等双、单子叶植物进行比较,结果显示玉米密码子偏爱性与模式生物有不同程度的差异,与拟南芥、烟草双子叶植物的密码子使用频率差异较大,与水稻、小麦单子叶植物的密码子偏爱性一致。分析结果对玉米基因的转化及高效表达系统的选择等具有重要指导意义。     

高羊茅CBF转录激活因子基因片段的克隆

根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计 1对特异引物 ,采用PCR方法从高羊茅基因组中扩增出 1个DNA片段并克隆到pUCm T载体中。经序列测定和分析 ,该片段长 60 8bp ,与 3个拟南芥CBF基因的核苷酸及其推导氨基酸序列分别具有 81～ 84%和 75～ 79%的同源性 ,而且推导氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2DNA结合域以及CBF蛋白的两段特征序列PKK RPAGRxKFxETRHP和DSAWR。这些结果表明 ,本研究克隆的片段为高羊茅CBF基因片段     

Detection of transgenic and endogenous plant DNA fragments in the blood, tissues, and digesta of broilers

The aim was to determine the fate of transgenic and endogenous plant DNA fragments in the blood, tissues, and digesta of broilers. Male broiler chicks (n = 24) were allocated at 1 day old to each of four treatment diets designated T1-T4. T1 and T2 contained the near isogenic nongenetically modified (GM) maize grain, whereas T3 and T4 contained GM maize grain [cry1a(b) gene]; T1 and T3 also contained the near isogenic non-GM soybean meal, whereas T2 and T4 contained GM soybean meal (cp4epsps gene). Four days prior to slaughter at 39-42 days old, 50% of the broilers on T2-T4 had the source(s) of GM ingredients replaced by their non-GM counterparts. Detection of specific DNA sequences in feed, tissue, and digesta samples was completed by polymerase chain reaction analysis. Seven primer pairs were used to amplify fragments ( approximately 200 bp) from single copy genes (maize high mobility protein, soya lectin, and transgenes in the GM feeds) and multicopy genes (poultry mitochondrial cytochrome b, maize, and soya rubisco). There was no effect of treatment on the measured growth performance parameters. Except for a single detection of lectin (nontransgenic single copy gene; unsubstantiated) in the extracted DNA from one bursa tissue sample, there was no positive detection of any endogenous or transgenic single copy genes in either blood or tissue DNA samples. However, the multicopy rubisco gene was detected in a proportion of samples from all tissue types (23% of total across all tissues studied) and in low numbers in blood. Feed-derived DNA was found to survive complete degradation up to the large intestine. Transgenic DNA was detected in gizzard digesta but not in intestinal digesta 96 h after the last feeding of treatment diets containing a source of GM maize and/or soybean meal.     

Genetic diversity of the earthworm Octolasion tyrtaeum (Lumbricidae,Annelida)

Octolasion tyrtaeum (Savigny, 1826), a cosmopolite earthworm species widespread around the world, is known to consist of two morphologically distinct forms, small (4–8 cm long) and large (10–14 cm) ones that sometimes are found in sympatry. It was demonstrated that these forms belong to significantly divergent mtDNA lineages, which suggests that the differences among these forms are caused by genetic factors. However, these results were in contrast to the allozyme analyses, and nobody has demonstrated that differences among these lineages exist on nuclear level as well.We analyzed mitochondrial cox1 and cox2 and nuclear ITS2 sequences of O. tyrtaeum specimens from various regions of Russia, Belarus, and Kazakhstan. Our sample only included individuals belonging to the small form, however, we found both genetic lineages described by earlier studies, and, in addition, discovered a new genetic lineage. Nuclear ribosomal sequences confirmed that the differences between these lineages are deep. We also found one example of incongruence for several individuals whose mitochondrial sequences belonged to the “small” lineage, but nuclear ITS2 fell into a separate branch on the phylogenetic tree. In addition, O. tyrtaeum was found to be paraphyletic with respect to the closely related species O. cyaneum (Rosa, 1884).     

Co-occurrence of ochratoxin A and citrinin in cereals from Bulgarian villages with a history of Balkan endemic nephropathy

Cereal samples were collected in 1998 from Bulgarian villages without [control village (C), n = 20] or with [endemic villages (E); E1, n = 21; E2, n = 30; E3, n = 23] a history of Balkan endemic nephropathy (BEN). Sampling included foods (wheat, corn) and feeds (barley, oats, wheat bran). Analysis of ochratoxin A and citrinin was done by enzyme immunoassays (EIA), with detection limits of 0.5 and 5 ng/g, respectively. Ochratoxin A-positive results were confirmed by HPLC after immunoaffinity chromatography. Highest toxin levels were found in wheat, wheat bran, and oats. For ochratoxin A, the percentages of positives were 35% (C), 29% (E1), 30% (E2), and 47% (E3), the mean/median values of positives were 1.5/1.3 ng/g (C), 11/1.6 ng/g (E1), 18/1.6 ng/g (E2), and 3.5/1.5 ng/g (E3). For citrinin, 5.0% (C), 14% (E1), 3.3% (E2), and 13% (E3) were positive, and the mean/median values were 6.1/6.1 ng/g (C), 180/83 ng/g (E1), 10/10 ng/g (E2), and 84/20 ng/g (E3). Highest concentrations of ochratoxin (maximum = 140 ng/g) and citrinin (maximum = 420 ng/g) were found in samples from endemic villages. Co-contamination with ochratoxin A and citrinin was found for one sample (14% of positives) from village C and for six samples (22% of positives) from villages E1-E3. Citrinin levels in these samples were 2-200 times higher than those of ochratoxin A.