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。     

枯草芽孢杆菌紫外诱变异甘露聚糖酶基因突变的研究

异甘露聚糖酶是制备益生元甘露寡糖的关键酶。对分泌异甘露聚糖酶枯草芽孢杆菌K-6(Bacillus subtilisK-6)的紫外诱变正突变株K-6-9(Bacillus subtilis K-6-9)的诱变机理进行了研究。通过对出发菌株和正突变株的异甘露聚糖酶基因进行克隆和表达,以生物信息学的方法对异甘露聚糖酶基因序列和蛋白序列进行分析,得到突变株的突变碱基以及突变氨基酸。基因序列研究结果显示,突变体的总碱基突变频率为1.02,碱基突变类型包括碱基的颠换、转换。在检测到的11个碱基突变中,转换的频率(54.5%)是颠换频率(45.5%)的1.2倍,其中,C/T之间的转换所占比例最大,A-G和A-T也具有较高的替换频率,说明胸腺嘧啶(T)具有较高的辐射敏感。通过蛋白序列的比较分析,有2个氨基酸发生突变,由第21位保守氨基酸脯氨酸变异为非保守氨基酸丝氨酸,第23位非保守氨基酸丝氨酸变异为保守氨基酸谷氨酸。综合分析表明:保守区氨基酸与非保守区氨基酸的相互突变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。     

新疆扁桃种质资源ITS序列分析及系统发育研究

本研究旨在为新疆扁桃种质资源的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以24份扁桃种质为材料,提取DNA后对ITS序列进行PCR扩增及测序,测序结果与序列KC862380(Prunus lusitanica var.)比对,获得ITS1、5.8S与ITS2序列。利用相关生物信息学软件对ITS1与ITS2序列分别计算变异位点和简约信息位点等,构建UPGMA系统发育树。结果显示,ITS1与ITS2序列对位后长度分别为230 bp和277 bp,含丰富的变异位点和简约信息位点。基于ITS1序列的UPGMA树的遗传距离在0.00~0.01之间,‘鹰嘴’、‘矮丰’及‘石子’各自成一支。基于ITS2序列的UPGMA树其遗传距离在0.000~0.006之间,‘鹰嘴’与‘石子’聚为一支。研究表明,5.8S rDNA序列保守性极强,ITS1序列的变异信息大于ITS2序列,并且其碱基的缺失和替换多于ITS2序列,可能是导致系统发育树结果存在差异的原因。     

紫花槭秋季叶色表达转录组初步分析

为了丰富紫花槭转录组数据,进一步开展紫花槭秋季叶片呈色机制研究.本研究以紫花槭秋季转色期三个阶段(前期,中期,后期)叶片为材料,采用高通量测序技术进行转录组初步分析.转录组数据共获得50501条Unigene,有35316条Unigene在数据库中得到注释,其中NR数据库中注释到的Unigene数量最多,共35024条,占69.4％.在注释到的物种中,紫花槭比对的Unigene与甜橙(Citrus sinensis)相似度最高,共有4290条,占12.25％.紫花槭转录组中的Unigene根据GO功能可分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类,共有25375条,其中生物学过程的基因最多,主要聚集于代谢过程和细胞过程等.基于Unigene库的基因结构分析,其中SSR分析共获得12711个SSR标记,占Unigene总数的36％.SSR位点共包含150种重复基元,单碱基重复所占比例最高(7184个,61.86％),四碱基重复、五碱基重复和六碱基重复所占比例较低.Unigene库中共有328239个SNP位点,发生频率为1/190 bp,SNP位点分为转换和颠换两种类型的碱基替换方式,其中碱基转换位点213787个(65.13％),碱基颠换位点114452个(34.87％),碱基转换类型发生频率高于颠换类型.6种单碱基变异中,2种转换类型A/G、C/T的发生频率分别为33.03％和32.10％;4种颠换类型中A/T发生频率最高,为11.52％;C/G发生频率最低,为5.79％.紫花槭转录组秋季叶色表达的转录组分析,可为紫花槭叶色基因调控、定向分子育种和培育彩叶新品种提供研究提供基础的数据信息.     

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。     

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。     

叶甲科部分种类 Cyt b基因序列及系统发育关系初探

测定分析了叶甲科(Chrysomelidae)15种昆虫mtDNA_Cyt b基因部分序列,结果显示,在获得的390 bp序列中,198个核苷酸位点为多态性位点(约占50.8%),序列间碱基差异平均值为18.9%,A T含量为72.7%,碱基转换呈现明显的TC偏向性,颠换主要以TA为主,转换/颠换(R)值为0.8。依据分子数据建立了该15种昆虫的系统发育关系,结果表明:跳甲亚科(Alticinae)和叶甲亚科(Chrysomelinae)的亲缘关系较近,萤叶甲亚科(Galerucinae)与前两者的关系较远。萤叶甲亚科中瓢萤叶甲为最早分化的类群,长跗萤叶甲属(Monolepta)、凹翅萤叶甲属(Paleosepharia)、长刺萤叶甲属(Atrachya)能形成姊妹群。克萤叶甲属(Cneorane)和守瓜属(Aulacophora)的亲缘关系较近。基于蛋白质序列构建的系统树的置信值高于核苷酸序列建立的系统发育树。     

牦牛IGF-IR基因克隆及其序列分析

为研究牦牛胰岛素样生长因子1受体基因(IGF-IR)的结构和功能,采用同源克隆和RT-PCR方法分段扩增牦牛IGF-IR,拼接获得全长序列,利用生物学软件进行分析。结果表明,牦牛IGF-IR基因ORF长约4 104 bp,编码1 367个氨基酸;理论分子量约154. 95 ku,等电点p I值约5. 71。与黄牛IGF-IR比较,牦牛IGF-IR基因序列有20处碱基改变,其中G到T碱基颠换2次,G到A碱基转换2次,C到T碱基转换7次,A到G碱基转换3次,T到C碱基转换6次,以及3个位点氨基酸改变(G6R、T29I和S30I)。系统进化分析表明,牦牛与黄牛、猪、人、狗、小鼠、猩猩等物种IGF-IR氨基酸相似性均大于92%,处于同一进化分支,具有高度同源性。蛋白结构预测表明,牦牛IGF-IR包含半胱氨酸富集区(FU)、纤连蛋白Ⅲ型结构域(FN3)、跨膜结构域(TM)及酪氨酸蛋白激酶区(Tyr Kc),具有该受体家族的特征结构域。同源建模表明,其成熟区段氨基酸序列与人的IGF-IR有98. 68%的相似性。为后续牦牛IGF-IR基因的功能研究奠定了基础。     

柴胡种间序列差异及其遗传分化

为了研究不同柴胡种间的序列差异性及其亲缘关系,利用ITS基因对10个柴胡样本种间的PCR序列进行碱基差异性分析及系统发育研究。结果表明:1)紫花鸭跖柴胡和黑柴胡种间的遗传距离最小,遗传距离为0.002。2)北柴胡和银州柴胡、竹叶柴胡和有柄柴胡、紫花鸭跖柴胡和黑柴胡的亲缘关系较近。以上结果均表明,ITS基因可应用于柴胡种间的系统发育关系。     

基于ITS2序列鉴定扁桃种质资源

本研究旨在为扁桃种质资源鉴定提供分子生物学依据,为今后我国扁桃种质资源的开发、保护及利用提供科学依据。以新疆10份扁桃种质为研究材料,提取总DNA,利用通用引物对ITS序列进行PCR扩增及测序。测序结果与获得的序列KC862380进行比对,得到ITS2序列。对10个样品的ITS2序列进行G+C含量统计,多重序列比对后计算变异位点与简约信息位点,并构建UPGMA系统进化树。运用最邻近能量参数的自由能最小原理对其RNA的二级结构进行在线预测。结果表明,ITS2序列对位后长度为277 bp,包括14个变异位点和2个简约信息位点,在第84位存在碱基缺失。构建基于ITS2序列的UPGMA系统进化树中,遗传距离为0.000~0.008,‘纸皮’、‘公巴旦’与‘小双’3个种质各自为一支。‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构与其他种质差异较大,‘双果’的ITS2序列二级结构虽然与大部分种质存在差异,但都在螺旋结构V上存在一个5'-CGCAAG-3'的凸环结构,在聚类图中与‘阿曼尼沙’和‘鹰嘴’构成姐妹群。本试验发现,利用ITS2序列聚类,扁桃种质能被分成多类。不同扁桃种质的ITS2二级结构存在差异,其中‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构的螺旋区域在大小和数量以及位置上存在较大物种差异。结合UPGMA系统进化树发现,‘公巴旦’与‘小双’同其他种质的遗传距离最远,这与其二级结构有着密切的联系。     

黄杨属植物ITS序列分子进化特点分析

黄杨属植物种类多,分类较为混乱,特别是中国特有种珍珠黄杨的分类地位和系统进化存有争议,鉴于此,本文选取黄杨属5种植物和珍稀濒危植物珍珠黄杨的5个居群,对其rDNA ITS序列分析,结合GenBank中报道的黄杨属其它9个种,以板凳果属顶花板凳果的ITS序列为参照,用成对比较的方法对黄杨属18种植物的ITS序列比较发现,...     

芭蕉属rDNA的ITS序列分析

为了研究芭蕉属ITS序列的变异情况和组群关联,以不同地理来源的33份芭蕉属野生种作为试材,对其ITS区进行扩增、测序和序列比对,构建NJ系统树。结果表明：芭蕉属中不同类型材料的ITS序列信息位点为108个,占总碱基数的24.43%,具有较强的系统发育信号;组群间序列比对结果分析发现澳蕉组ITS序列与其他组别相比具有非常显著的差异,特异性片段共21处;从序列上推断澳蕉组可能由M.schizocarpa与M.balbisiana(ITC0271)杂交产生;真蕉组和观赏蕉组没有确切的分类特性;ITS序列的分化上可能受到地理分布的影响;陈友鉴定的新种M.tongbiguanensi在ITS序列上与其他种可明显区分开,从分子水平上验证了新种的可能性。利用核糖体ITS序列对进一步深入研究芭蕉属植物遗传演化关系具有一定的指导意义。     

革胡子鲶生长激素全长cDNA 的克隆与序列分析

通过RT-PCR和RACE-PCR的方法,克隆了革胡子鲶生长激素基因全长cDNA,其长度为973 bp,包含一个603 bp的开放阅读框架(Open reading frame,ORF),59 bp的5′非编码区和311 bp的3′非编码区(含PolyA 尾25 bp).将革胡子鲶GH cDNA的ORF、5′非编码区和3′非编码区的序列分别与同为鲶形目印度囊鳃鲶、巨鲶鱼、南方鲶和鲶的上述序列进行比对分析,结果表明:革胡子鲶与上述鱼类生长激素ORF的核苷酸与氨基酸序列同源性较高,平均值分别为91.2%和96.4%,ORF区核苷酸的碱基替代类型表现出T/C转换的偏向性,平均值为44.5%,同时表现出转换/颠换偏差,平均值为2.381.5′和3′非编码区序列同源性平均值分别为75.4%和77.0%,保守性低于编码区.     

甘蓝枯萎病抗性基因FOC1序列分析及抗性相关变异位点分析

旨在发掘甘蓝抗枯萎病基因FOC1中与抗性相关的特异性单核苷酸多态性(SNP),为进一步开发FOC1特异分子标记提供理论依据。在对11份甘蓝自交系材料枯萎病抗病表型鉴定基础上,通过基因测序,对每份材料中FOC1等位基因及相应的氨基酸序列变异进行分析。结果表明,FOC1等位基因序列之间共存在92处SNP变异和2处Indel变异,其中包含C381A/G等18个在抗、感材料中表现出特异性差异的SNPs。此18个特异的SNP中转换型比率为86.11%、颠换型比率为13.89%,4种碱基变异率以T/C、G/A最高,分别占47.22%和38.89%,而C/G和A/C变异率共占13.89%。本研究也发现抗、感材料中存在4个特异的SNP,可造成3个氨基酸的变化。     

ITS regions highly conserved in cultivated barleys

Summary Searching for DNA sequences variable enough to detect substitutions at the level of cultivars, the internal transcribed spacer regions, ITS1 and ITS2, of the nuclear ribosomal DNA were sequenced from ten cultivated varieties of barley, Hordeum vulgare L. However, all sequences were identical, and also identical to a previously published sequence from an unnamed variety.     

单核苷酸多态性的检测及应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）是近年来发展起来的一种高效便捷的分子标记。它是由单个碱基的转换、颠换、插入或缺失引起的点突变,使得群体之间和个体之间产生了差异。最初SNPs主要运用在与人体重要疾病的关联性研究中,随着检测技术不断提高以及多种生物SNP数据库的不断完善,单核苷酸多态性已经成为开展生物遗传进化及性状关联性分析等领域研究的重要工具。综合介绍了单核苷酸多态性的特点及主要检测方法,并简要概述了SNPs的应用领域和前景。     

基于ITS 2序列的15种淫羊藿属药用植物分类鉴定研究

为探讨内转录间隔区2(ITS2)序列及其二级结构在15种淫羊藿属(Epimedium)中的鉴定效率。利用试剂盒提取叶片总DNA,对ITS2序列进行PCR扩展与测序,计算K2P遗传距离,构建系统发育树,预测其二级结构。结果表明,ITS2序列在15种淫羊藿属植物中的通用性好,扩增成功率与测序成功率均为100%。从K2P种间和种内遗传距离看,ITS2在淫羊藿属中的种间变异较小,部分种类种内遗传距离大于种间遗传距离,鉴定成功率约为60%。采用比对法(Blast)分析,ITS2鉴定效率为75%。由ITS2系统进化树可知,淫羊藿属与鬼臼属各为一支,易于分开。除薄叶淫羊藿、竹山淫羊藿、巫山淫羊藿外,其余种类均能较好的进行聚类;除粗毛淫羊藿、保靖淫羊藿外其余均不能与NCBI下载到的序列进行较好聚类。研究表明,15种淫羊藿属植物ITS2序列在ML系统进化树中具较好的鉴别能力,但淫羊藿属各样本种内与种间遗传较为混乱,遗传距离复杂,ITS2二级结构形态结构亦较为相似,将各种间进行区分存在一定难度,不适合单独作为该属条形码使用。     

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.