基于rps4基因探讨中国丛藓科苔藓植物系统学研究

本研究采用PCR直接测序法,对中国丛藓科苔藓植物42个不同样品的rps4序列进行系统学研究。结果表明,rps4总长度为562 bp,其中包含201个变异位点,132个信息位点,碱基之间的转换与颠换比为1.77,平均G+C含量为27.5%,遗传距离值最小为0,最大的是小墙藓属与扭口藓属为0.3。基于贝叶斯法构建系统发育树,结果显示,贝叶斯树分为3个大支,分别为毛口藓亚科、扭口藓亚科及丛藓亚科,同时支持毛口藓亚科为一并系群,扭口藓亚科为一单系群,表明rps4基因比较适合于研究中国丛藓科植物的分子系统学。     

太湖鲢鱼mtDNA D-loop区遗传多样性

采用聚合酶链式反应(PCR)技术对太湖鲢鱼的mtDNA D-loop序列进行扩增,获得了大小约为500 bp的扩增产物。PCR产物经纯化后克隆到pMD19-T Vector进行序列鉴定测序,得到了520 bp的核苷酸片段(除去引物及部分端部序列)。用CLUSTAL X(1.83)软件进行排序比较,在30个个体中,共检测到52个变异位点,包括1个碱基缺失、36个转换位点、15个颠换位点及1个转换与颠换同时存在的位点。运用MEGA软件计算出不同个体间的遗传距离,并据此构建了NJ系统树。用DNASP软件计算出的多态位点数(S)为52、核苷酸多样性(Pi)和平均核苷酸差异数(k)分别为1.24%±0.35%和6.368。研究结果表明,太湖鲢鱼的mtDNA D-loop个体序列变异程度较大,遗传多样性较为丰富。     

中国绵羊品种mtDNA遗传多态性与系统进化研究

摘要：本研究检测了中国8个地方绵羊品种和2个外来品种共计93只绵羊个体的mtDNA D-loop高变区,获得了63种单倍型,73个变异位点,其中单一多态位点30个,简约信息位点43个,除了缺失和插入位点外,还包括22处碱基转换和1个碱基颠换,转换和颠换之比为14.8;通过系统发育树分析,中国绵羊mtDNA D-loop单倍型序列聚类成A、B、C三大支系,表明了中国现代绵羊品种存在3个母系起源,且第三个起源地可能在中国。     

剑麻种质资源DNA条形码遗传多样性分析

剑麻是重要的国防和工业战略物资,准确和快速鉴别剑麻种质对于剑麻品种选育具有重要意义。本研究对82份剑麻种质资源中的rbcL和matK的DNA条形码编码区进行测序,分析了rbcL和matK的NJ聚类图、条形码序列多样性以及碱基替换概率。结果显示,rbcL序列GC含量为42.97%,matK序列GC含量为30.55%;matK DNA条形码差异位点数和位点变异率明显高于rbcL DNA;NJ聚类图显示,rbcL序列可将82个剑麻种质分为6个亚群,而matK序列可将82个剑麻种质分为8个亚群,群内每种剑麻种质与其他种质之间均存在一定的遗传距离;差异位点数、位点变异率、核苷酸多样性、中性检验统计等序列多样性结果表明,matK序列的差异性明显高于rbcL序列;rbcL序列和matK序列的碱基发生了不同程度的转换和颠换,碱基转换主要发生在T与C之间,而C和G碱基之间比较保守,发生的颠换概率最低。综上所述,matK序列在剑麻种质中遗传多样性更高,更适用于剑麻种质鉴别。     

石榴种质资源的matK基因序列分析

本研究以60个石榴品种为材料,PCR扩增获得石榴品种的matK基因片段,分析石榴资源的matK基因序列的碱基组成、序列间碱基变异频率和转换/颠换比率;计算品种间遗传距离(K-2P),构建遗传关系分类图,研究matK基因序列对石榴品种鉴定的效果。结果表明,石榴物种的matK基因片段容易获得,PCR扩增成功率为98.3%,测序成功率为100%,59个石榴品种matK基因片段最长为897 bp,最短为820 bp。石榴的matK序列保守性为95.8%,G+C含量相对稳定,平均含量为33.3%,A+T平均含量高达66.7%,密码子偏好A和T;序列碱基存在转换/颠换比率为1.003,核苷酸多样性为0.000 8,每位点核苷酸多态性指数Theta值为0.000 54。K-2P遗传距离在0.000～0.024之间,平均遗传距离为0.007,邻接法(NJ)构建59个品种遗传关系聚类图,59个品种被分为6大类,分类结果与形态学和品种地理来源分类没有明显相关性。     

基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

以狼尾草属(PennisetumRich.)的象草(P.purpureum)为外群体,依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族(Saccharinae)内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系,结果表明,ITS1序列长度为200~208bp,变异位点91个,简约信息位点70个,GC含量为60.4%~69.1%;ITS2序列长度为215~220bp,变异位点93个,简约信息位点68个,GC含量为66.1%~73.4%;5.8sDNA序列长度为164bp,变异位点18个,简约信息位点9个,GC含量为54.1%~58.0%;根据变异位点,简约信息位点占总位点的比例可以看出,ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高,其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属(Miscanthus)和荻属(Triarrhena)与甘蔗属(Saccharum)的亲缘关系最近,其次为蔗茅属(Erianthus)和河八王属(Narenga);而莠竹属(Microstegium)、大油芒属(Spodiopogon)、白茅属(Imperata)与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系,支持将斑茅(E.arundinaceus)归入蔗茅属,荻属归入芒属的观点;河八王属的河八王(N.porphyrocoma)与滇蔗茅(E.rockii)亲缘关系较近,而与同属的金猫尾(N.fallax)亲缘关系较远;蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂;有4份材料被发现鉴定有误,不应用于后续研究。     

牛肌肉生长抑制素基因编码区全序列的分子进化特征

运用PCR分段扩增测序法,获得普通牛、瘤牛、牦牛、大额牛、水牛(沼泽型和河流型)MSTN基因编码区全序列,进而分析编码区序列的分子进化特征.结果显示,牛MSTN基因编码区全序列长1 128 bp,种内核苷酸突变率为0～0.35%,种间核苷酸突变率为0.08%～1.42%.MSTN基因编码区序列存在密码子使用偏好性,29个偏好性密码子约占密码子使用总数的49.2%.核苷酸的替代以转换为主,转换/颠换比为2.9.非同义突变位点远少于同义突变位点,同义与非同义替代速率比全部小于或等于1,表明MSTN基因编码区序列并未受到达尔文正向选择的影响,却受到一定的负向选择作用.分子进化树显示,水牛、瘤牛独自成类并与其他牛种显著分化;普通牛、牦牛、大额牛间的序列分化程度并不明显,但有可能在进化过程中逐步产生明显的分化.     

基于高通量技术的椭圆叶花锚叶绿体全基因组测序及系统发育分析

本研究采用Illumina NovaSeq测序平台对椭圆叶花锚叶绿体基因组(cpDNA)进行测序,通过组装获得了其叶绿体基因组全长序列153 341 bp,GC含量为38.2%。注释得到135个基因,包含88个蛋白编码基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和2个假基因。用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单重复序列分析和密码子偏好性分析。结果显示：(1)椭圆叶花锚cpDNA中共有173个符合条件的SSR位点。其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和六核苷数分别为128、34、4、6和1,未发现五核苷酸重复基序。(2)椭圆叶花锚cpDNA亮氨酸使用频率最高,半胱氨酸使用频率最低。基于17种植物构建的系统发育树显示,椭圆叶花锚所在的花锚属与獐牙菜属亲缘关系最近。本研究为椭圆叶花锚种质资源鉴定、评价以及亲缘关系研究提供依据。     

基于nrDNA ITS序列的榧树属植物鉴定及亲缘关系分析

为评价nrDNA ITS序列对榧树属(Torreya)植物的鉴定能力,本研究利用ITS序列和4种不同的分析方法(BLAST比对, K2P遗传距离, SNP位点分析及邻近NJ树)对榧树属植物进行物种鉴定,建立系统进化树讨论其亲缘关系。结果显示,48条ITS序列长度为1 095～1 105 bp,种内平均遗传距离为0.001 6,种间平均遗传距离为0.015 0。在物种水平,BLAST比对和NJ树对榧树属植物鉴定效率最高,SNP位点分析可有效鉴定香榧和榧树。亲缘关系分析显示,榧树属其他各种均呈单系分支,但云南榧树与巴山榧树在聚类树中聚为一支,表明二者亲缘关系极近,为近年提出云南榧树并入巴山榧树提供了核基因组序列的佐证。本研究表明ITS序列可作为榧树属物种鉴定的DNA条形码,为榧树属物种鉴定和系统关系提供参考。     

秀丽白虾线粒体16S rRNA基因序列及长臂虾亚科系统进化初步分析

旨在了解秀丽白虾线粒体16S rRNA基因序列及线粒体16S r RNA基因在虾类物种鉴定及系统分类中的作用,采用PCR特异扩增测序的方法,对秀丽白虾(Exopalaemon modestus)的16S rRNA基因片段进行了分析,并探讨了长臂虾亚科虾类的系统发育关系。结果表明:54尾秀丽白虾16S r RNA基因共发现5种单倍型和8个变异位点。13种长臂虾间的遗传距离在0～0.2614之间,7个属间的遗传距离为0.1344～0.2769。NJ法和ME法构建的系统进化树显示,除洁白长臂虾外,同属的不同种先聚成一支,其中东方白虾和脊尾白虾亲缘关系最近。长臂虾属和小长臂虾属亲缘关系很近,长臂虾属为多起源;推测洁白长臂虾与宽额拟瘦虾之间的分化时间距今约22.34百万年。本研究结果表明,线粒体16S rRNA基因序列不能单独对长臂虾亚科虾类进行物种鉴定,但进行系统分类和亲缘关系分析是可行的。     

Comparison of RAPD, STS, ISSR and AFLP molecular methods used for assessment of genetic diversity in hop (Humulus lupulus L.)

CoxI genomic and cDNA sequences from gymnosperms and angiosperms were used to study the effects of RNA editing on gene evolution and phylogenyre construction. In six gymnosperms harboring edited coxI gene the number of nucleotide substitutions at 1^st, 2^nd and 3^rd codon positions was similar. In contrast, in angiosperms, the number of nucleotide substitutions at 1^st and 2^nd codon positions was much lower than at the 3^rd. The coxI gene in long-lived gymnosperms evolved much faster than in annual angiosperms. This accelerated rate of nucleotide substitution in gymnosperms is due to accumulation of T-C substitutions at edited sites that can randomly appear at all three codon positions. Editing predominantly occurred at 1^st and 2^nd codon positions as a result of selection against non synonymous T-C substitutions and other types of mutations. The tree topologies for the investigated species based on genomic DNA data were in concordance with their taxonomic positions. The trees based on polymorphic edited sites agreed with trees derived from complete sequence information. This indicates that edited sites are reliable sources of phylogenetic information especially for species that contain many edited sites. However, the fast evolution rate of coxI gene in gymnosperms has caused the long branches in the phylogenetic trees. The inclusion of the species with a processed paralog i.e., edited form of the coxI gene, affected the topology of phylogenetic trees, especially when the taxon with a processed paralog was closely related to the other species analyzed. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

甘薯S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因克隆与表达

从实验室建立的甘薯冷胁迫抑制消减文库中分离出一cDNA片段,经NCBI比对后发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因具有90%的同源性,根据相关物种S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因cDNA序列设计引物,以甘薯总RNA为模板,经RT-PCR扩增首次获得全长1182bp的甘薯SAMS完全编码区,NCBI比对分析结果表明：该片段与不同种属植物sams基因的编码区序列的核苷酸相似性达85.48%, 所推导的氨基酸序列相似性达93.6%。根据核苷酸序列和氨基酸序列分别构建了SAMS系统进化树,从分子水平阐明了植物种属间的亲缘进化关系,为其种质资源利用提供理论依据。利用该序列与原核表达载体pET32a连接构建融合表达载体pET-SAMS,酶切鉴定后转入大肠杆菌BL21,在不同温度下诱导3h后均表达出一63KDa大小融合蛋白。     

基于核苷酸序列及RNA二级结构基础的针层孔菌属(Phellinus)复合种分类学研究

利用真菌核糖体核苷酸序列信息及RNA二级结构特征对针层孔菌属(Phellinus)复合种进行分类学研究。通过分析国内外已报道的一些针层孔菌属及其近缘属真菌核糖体DNA内转录间隔区(Internal transcribed spacer, ITS)序列、线粒体核糖体小亚基DNA(Mitochondrial small subunit ribosomal DNA, mt SSU rDNA)序列,分别构建系统进化树,并基于最小自由能原理分析RNA二级结构,结果显示松针层孔菌(Phellinus pini)不同菌株的序列差异极小,其可能并非复合种,而火木针层孔菌(Phellinus igniarius)可能包含更多的种,且这些种序列变异较大,其分类地位较复杂。     

辣椒Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列的克隆及分析

以辣椒属5个栽培种叶片为试材,利用Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守序列设计简并引物,PCR扩增后均获得了260bp左右的目的条带。对C.annuum的扩增产物进行纯化、克隆和测序,经Mega4和DNAstar软件分析后,获得25条逆转录酶序列,核苷酸序列长度变化范围为225～272bp,这些序列存在高度的异质性,主要表现为缺失突变,同源性范围为23.1%～93.2%,核苷酸聚类分为7个组。翻译成氨基酸后,有9条序列存在1～3个不同程度的终止密码子突变,4条序列存在移框突变。将这25条逆转录酶的氨基酸序列与已发表的不同物种同一类型逆转座子的逆转酶序列进行聚类分析,表明辣椒的Ty1-copia型逆转座子与烟草、矮牵牛、马铃薯有很近的关系。     

叶籽银杏trnS-trnG序列测定与分析

利用叶绿体基因trnS-trnG基因间隔区的通用引物,扩增并分析了不同地区的14株叶籽银杏和2株银杏的trnS-trnG基因间隔区序列,结果表明,14株叶籽银杏和2株银杏的trnS-trnG序列长度均为1005bp,A+T的含量为62.19%—62.39%。各样品之间变异小,14株叶籽银杏和2株银杏共有23个可变位点,1个信息位点,这些变异都以碱基的置换发生。除这些变异位点外的核苷酸序列完全相同,说明各样品序列之间具有高度同源性。YZ1变异位点较多,与其它样品的同源性较低。所测序列Blast检验后发现叶籽银杏trnS-trnG序列与银杏的相似度最高,苏铁类次之。用DNASTAR软件对14株叶籽银杏和2株银杏的trnS-trnG基因间隔区序列进行同源性和差异性分析,建立了系统进化树。     

东北地区五个引进鸭品种的遗传多样性分析

通过线粒体D-loop区测序对东北地区的五个引进鸭品种（樱桃谷鸭、长岛鸭、北北京鸭、康贝尔鸭、白冠鸭）20个个体进行了遗传结构的分析,通过对mtDNA D-loop部分序列进行扩增,对PCR产物经纯化后进行序列测定,得到了710bp的核苷酸序列。通过Mega软件对所得的序列进行比较,共检测出86个位点碱基存在变异,其中包括16个简约信息位点;利用Mega的“Pairwise distance”计算个体间的相对遗传距离。结果表明：其序列差异在0.000~0.082之间,得出20个个体有18种单倍型;并用构建了系统发育树。运用DNASP软件计算所得该群体核苷酸多样性（Pi）、单倍型多样度（Hd）和平均核苷酸差异数（K）分别为0.01911、0.9842和13.3588。研究结果表明：鸭种群线粒体D-loop区序列个体变异程度很小,但种群的遗传多样性水平很高,适合于群体内及群体间不同个体的遗传多样性分析。     

侵染南瓜的西瓜花叶病毒和黄瓜花叶病毒CP基因的克隆和序列分析

采用RT-PCR的方法,用马铃薯Y病毒属病毒3′-末端序列的简并引物和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）外壳蛋白（CP）基因的特异引物,对采自山东聊城的一表现花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜样品进行了检测,同时扩增到了西瓜花叶病毒（Watermelon mosaic virus, WMV）和CMV 2种病毒的基因组片段,说明该样品受到WMV和CMV 2种病毒的复合侵染。这2个病毒分离物分别被命名为WMV-liaocheng和CMV-liaocheng。序列测定及分析结果表明,它们与其它相应病毒分离物CP基因核苷酸序列的同源性分别为91.2-98.0%和77.0-97.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.4-98.5%和81.2-99.1%。根据完整CP 基因核苷酸序列构建的系统进化树显示：18个WMV分离物可分为3组,其中WMV-liaocheng 与HLJ、CHN及Habenaria等分离物表现出较近的亲缘关系,形成Ⅲ组;30个CMV分为两个亚组,其中CMV-liaocheng属于亚组I,CMV-liaocheng可能发生过重组。     

基于叶绿体DNA序列的Ceratotropis亚属遗传进化研究

作为Ceratotropis亚属起源中心之一,中国有丰富的Ceratotropis亚属种质资源,但种间遗传进化研究相对落后。为探索该亚属各种间的亲缘关系及遗传演化规律,对Ceratotropis亚属18个种及亚种共110份材料的叶绿体基因组2个内含子(rpl16、rps16)和3个基因(psbA-trnH、rpoB-trnC和trnL-trnF)的间隔区序列进行了研究。结果表明,各序列的信息位点百分率在3.63%~24.28%之间,其中rps16最高,rpoB-trnC最低。序列拼接的Kimura进化距离分析发现,各种间进化距离介于0~0.057之间,V. minima复合体(V. minima、V. riukinensis和V. nakashime)和V. subramaniana的进化距离最大。基于单个序列,利用MEGA5.1和PAUP4.0软件构建的邻接树和最大简约树的结果均将Ceratotropis亚属18个种及亚种划分为2大支,其中第I类包含9个种和亚种,为3个组(Angulares、Ceratotropis和Aconitifoliae)的混合体,第II类也包含9个种和亚种,全部属于Angulares组。系统发育树的分化同质性检验表明其拓扑一致性较高(P=0.87)。psbA-trnH等5个序列的分子系统进化研究对阐明Ceratotropis亚属种间亲缘关系和系统演化具有重要的理论和现实意义。