蒺藜苜蓿叶绿体微卫星分布规律的研究

利用已公布的蒺藜苜蓿(Medicao truntula)叶绿体DNA(cpDNA)全序列测序结果,应用生物信息学软件对蒺藜苜蓿微卫星位点的分布情况进行了统计分析,结果表明:在已公布的124 033 bp的蒺藜苜蓿叶绿体基因组序列中,共有341个SSR序列,SSR的碱基总数达3 987 bp,约占整个基因组的3.2%;在所有SSR序列中,数量最多的是单碱基SSR,数量达到297个,占总数的87.1%,其次是二碱基重复序列,占12.6%,三碱基微卫星序列最少,仅有1个,大于三碱基的微卫星数为0;在单碱基重复中又以A和T重复为主,占单碱基重复总数的84.5%,二碱基重复也以AT和TA为主,占95.5%,单碱基中的纯粹重复类型占总数的65.3%。研究结果为该物种的分子标记的筛选提供了基础信息。     

中国亚热带地区3种榧属植物叶绿体微卫星特征分析

为获取更多榧属(Torreya)植物叶绿体基因组数据并开发叶绿体通用微卫星引物,对长叶榧(T.jackii)和榧树(T.grandis)进行叶绿体全基因组测序,并与已公布的的巴山榧(T.fargesii)进行比较,同时应用生物信息学软件对三者的叶绿体微卫星分布特征和规律进行全面分析。结果表明,长叶榧、榧树和巴山榧叶绿体基因组均为环状双链DNA,总长度在136720~137075bp之间。3种榧属植物的叶绿体微卫星数量以榧树中最多,为42个,其次为长叶榧(36个),巴山榧中最少(34个)。3种榧属植物叶绿体微卫星重复类型均以单碱基重复最多,其次为四碱基重复。3种榧属植物单碱基重复类型均以(A)n和(T)n为主,重复次数分别以10次和11次最多。该结果可为后续开发榧属植物叶绿体通用微卫星引物提供重要信息。     

蝴蝶兰叶绿体DNA微卫星分析与标记开发

为开发兰科植物叶绿体微卫星(cpSSR)引物,对台湾蝴蝶兰叶绿体全序列进行cpSSR统计分析。结果表明台湾蝴蝶兰SSR以单碱基重复为主,占总数的78.3%。在单碱基重复中又以A和T重复为主,占95.8%。重复方式以完全重复为主,占总数的70%。开发出3对cpSSR引物。     

云南松基因组微卫星序列特征分析

为了更好地了解云南松基因组特征,分析了云南松基因组中微卫星序列的分布特征,采用FLAF-seq测序技术,共获得1 970条微卫星重复序列,利用MISA通过对Unigene序列的分析,鉴定出7种类型的SSR。7种微卫星序列中主要以单碱基重复类型为主,共1 104个,约占重复序列总数的56.04%,其次是双碱基和三碱基重复类型,分别占总数的27.66%和11.68%,四碱基重复类型数量30个,占重复序列总数的1.52%,五碱基、六碱基重复类型在总重复序列中占比最少,均为0.2%,混合微卫星占2.7%。在单碱基重复类型中占优势的重复单元是A/T碱基,双碱基重复类型中占优势的重复单元是(AT)_n/(TA)_n碱基,三、四、五碱基重复类型中,占优势的重复单元不明显,但几种碱基重复类型中,都包含着丰富的A和T。所得到的微卫星重复序列中以长度20bp序列的微卫星数量最多,微卫星长度≥20bp的只占总数的10.81%。可为后续云南松遗传多样性的研究及SSR引物筛选等提供一定的理论依据。     

蒿属植物叶绿体基因组特征及进化

蒿属植物具有重要的药用和经济价值,开展蒿属物种叶绿体基因组研究,为我国蒿属植物的分类鉴定和资源利用提供借鉴。基于29个蒿属物种叶绿体基因组序列,采用REPuter、MISA、DNASP和IQ-TREE等生物信息学软件,比较叶绿体基因组特征、序列重复和结构变异,并对蒿属物种系统发育进行分析。结果表明,蒿属叶绿体基因组均由大单拷贝(LSC)区、小单拷贝(SSC)区和1对反向重复(IRs)区构成,基因组序列长度150 858～151 318 bp, GC含量相近。所有蒿属叶绿体基因组均注释到114个unique基因,包含80个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。蒿属叶绿体基因组长重复序列主要由正向重复和回文重复构成,长度30～49 bp。简单重复序列(SSR)主要由A/T碱基构成,其中单碱基重复最多,其次为四碱基重复。RSCU(相对同义密码子使用度)值大于1的30个高频密码子中,13个以A结尾,16个以T结尾。蒿属植物叶绿体基因组结构高度相似,未检测到基因重排或倒置事件。检测到11个核苷酸变异值P_i>0.007的高变区,其中8个位于LSC区,3个位...     

四倍体野生种花生A.monticola全基因组SSR的开发与特征分析

【目的】通过对四倍体野生种花生Arachis monticola（AABB,2n = 4x = 40）全基因组SSR位点搜索,研究其全基因组SSR分布特征及规律,开发并验证其全基因组SSR引物,为花生属植物遗传进化分析及重要性状分子标记开发提供依据。【方法】在华大基因GigaScience数据库下载A.monticola全基因组序列,并利用生物信息学软件MISA进行SSR位点搜索,Primer 3进行引物设计,通过电子PCR进行单位点SSR分析,并随机合成100对SSR引物验证通用性。【结果】SSR在四倍体野生种花生A.monticola基因组上共搜索到SSR位点676 878个,平均每3.8 kb就会出现一个SSR,分布于5 127条scaffold中,单核苷酸至六核苷酸均有分布,且数量上差异较大,以单碱基、二碱基、三碱基为主,三者占SSR总数的94.28%,其中单碱基重复数量最多,占46.71％,密度最高;六核苷酸重复数目最少,分布最稀疏。大多数SSR分布在基因间区,基因区SSR多分布于内含子区域;全基因组共鉴定出395个不同的重复基元,其中A亚基因组342种,B亚基因组356种;A/T是最丰富的重复基元;在1—6个核苷酸的重复基元中,数量最多的依次是A/T、AT/AT、AAT/ATT,AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT、AAAAAT/ATTTTT;整体来看,重复基元的重复次数多集中在50次以内,不同类型的motif的重复次数差异很大;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;B03染色体上SSR数量最多,A08染色体中SSR密度最高。A.monticola全基因组SSR比A.duranensis、A.ipaensis基因组SSR数量多,密度也更高,A.monticola单核苷酸重复最丰富,2个野生种二核苷酸数量最多。共设计出SSR引物192 303对,单位点SSR标记检出率50.35%,单点SSR标记在基因组上的分布呈现两端密集,中间稀疏的特点;随机合成的100对引物中,90对能在A. monticola中扩增出稳定清晰的条带,且在4份不同的花生基因组DNA中扩增目的条带表现出不同的特点。【结论】A.monticola基因组内SSR种类和数量丰富,单核苷酸至六核苷酸均有分布,单核苷酸重复基元数量最多,且最密,六核苷酸重复基元数量最少,出现频率最低,不同重复基元频数高低与核苷酸数量没有严格相关性,SSR多分布在基因间区,基因区内含子区域SSR数量最多;A.monticola A、B亚基因组具有其各自特异的重复基元类型;单个类型重复基元数量最多的均为AT富集的重复基元,而GC富集的重复基元相对较少;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;A.monticola全基因组SSR较2个二倍体野生种数量更多,密度也更高且重复基元分布规律不同;经过初步验证,开发的SSR引物在4份花生材料中表现出部分通用性。     

‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性分析

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum var. cormosus ‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造,探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依据和理论基础。【方法】采用高通量测序技术对‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组进行测序,并利用生物信息学分析软件对组装和注释后的叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性分析。【结果】‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组大小为155 296 bp,为经典的4段式结构。大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复区(IR)长度分别为85 737、18 373、25 593 bp,总鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例(GC比例)为37.88%,共注释出133个基因,包含87个编码区(CDS)基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和1个假基因。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组中共检测到38个简单重复序列位点(SSR位点,36个单碱基重复和2个双碱基重复)和32个长重复序列(16个正向重复和16个回文重复)。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿...     

基于转录组测序的温带臭虫SSR和SNP位点分析

[目的]温带臭虫(Cimex lectularius)是世界性分布的吸血性寄生虫,主要靠吸食人血为生。探究温带臭虫转录组SSR和SNP分布规律,可为后期温带臭虫的SSR和SNP分子标记开发、遗传多样性分析以及遗传图谱构建等研究奠定基础。[方法]以转录组数据为基础,利用软件msatcommander v0.8.2和SOAPsnp v1.03系统分析了SSR和SNP位点多态性和分布特征。[结果]温带臭虫转录组数据的25 468条unigene中含有4 758个SSR位点,分布在4 171unigene序列中。其中单核苷酸重复的次数最多,共有2 795个,占总数的58.74%,其次是三核苷酸重复和二核苷酸重复分别是984个(20.68%)和764个(16.06%),四核苷酸重复有195个(4.10%),而五、六核苷酸重复最少,仅出现20次(0.42%)。在温带臭虫的SSR位点中,共出现30个重复基元,其中优势的重复基元类型是A/T,共有2 757个,其次是AT/AT,有474个,ATT/AAT有342个。在25 468个unigene中共发现76 562个simple SNPs,其中转换类型46 634个,占60.91%,颠换类型29 928个,占39.09%。碱基转换类型比例高于颠换类型。6种单碱基变异类型中,C-T发生频率最高,比例为30.69%,其次为A-G,比例为30.22%。[结论]温带臭虫转录组中SSR和SNP位点数量多,出现频率高,且类型丰富。     

3种鲌亚科鱼类全基因组微卫星分布特征分析

利用MISA软件对3种鲌亚科鱼类全基因组中的完整型微卫星进行了搜索,并对其分布特征及规律进行了分析。结果表明：在翘嘴鲌(Culter alburnus) (1.055 Gb)、鱇浪白鱼(Anabarilius grahami) (1.006Gb)和团头鲂(Megalobrama amblycephala) (1.116 Gb)全基因组中,分别筛选出772276个、548726个和772329个完整型微卫星。相对丰度分别为732.0个/Mb,553.2个/Mb和691.2个/Mb。微卫星总长度分别为14.29 Mb,9.42 Mb和15.02 Mb,分别占基因组序列总长度的1.35%,0.94%和1.35%。在1~6个不同碱基重复类型完整型微卫星中,3种鲌亚科鱼类的6种碱基类型数目排序是一致的。均是单碱基重复数目最多,然后依次是二碱基、四碱基、三碱基、五碱基和六碱基。3种鱼三碱基和四碱基重复中数量最多的分别是AAT和AGAT,但在翘嘴鲌二碱基重复中,AT重复微卫星的数量要多于AC重复。3种鱼中不同碱基类型微卫星分布频率随着重复单元拷贝数和长度的增加呈递减趋势,其微卫星重复单元长度主要分布在10～30 bp,分别占微卫星总数的90.54%、94.27%和89.17%。本研究结果可为进一步研究鲌亚科基因组特征提供参考,并为今后进行这3种鱼的分子标记辅助育种及遗传信息评估等工作提供基础资料。     

Chloroplast replication and growth in tobacco

Tobacco etioplasts replicate at least twice during light-induced development. Their size is doubled over the same period. The two processes do not show the same kinetics. 5-Fluorodeoxyuridine inhibits chlorophyll synthesis during the normal course of "greening" by inhibiting chloroplast growth. This compound also inhibits cytokinin-induced chloroplast replication.     

玉米叶绿体蛋白质组学研究进展

亚细胞蛋白质组学研究为深入解析植物蛋白质定位和功能提供了重要信息。玉米是重要的粮食作物,也是研究C4植物光合作用的良好模式植物。综述了近年来玉米叶绿体发育与逆境应答过程中蛋白质组的变化特征。     

叶绿体基因组的转化研究

叶绿体基因组的转化研究日益为人们认识并重视,成为细胞遗传工程研究的新方向.转化的筛选标记基因主要有四种:突变型16S rRNA基因、NPT II基因、荧光标记基因、aadA基因.本文着重介绍了叶绿体转化中载体导入的方法、转化后的同质化和叶绿体转化的优点.     

被子植物叶绿体基因及其表达

本文简要综述了叶绿体ＤＮＡ分子结构、叶绿体基因的功能及其表达产物。着重阐述了被子植物叶绿体ＤＮＡ与细胞质雄性不育的关系；借助ｃｐＤＮＡ限制性片段分析，许多学者认为由于ｃｐＤＮＡ分子的缺失、突变或插入，叶绿体ＤＮＡ可能涉及到ＣＭＳ的产生，为了得到ｃｐＤＮＡ在ＣＭＳ中起作用的肯定性结论和在分子水平上解释被子植物细胞质雄性不育的机理，作者提出了应该进一步采取的措施。     

猕猴桃果肉叶绿体的超微结构*

以中华猕猴桃36号为试材,研究了猕猴桃不同部位果肉叶绿体的结构特征并与叶片叶绿体做比较。结果表明,猕猴桃外果肉、中果肉和果心均存在具一定片层结构和淀粉粒的叶绿体。果肉叶绿体的基粒垛数量和基粒类囊体数目都远小于叶片叶绿体;外果肉叶片叶绿体片层似纬线平行排列,而中果肉和果心片层结构在叶绿体内弯曲扭转,排列不整齐;猕猴桃外果肉、中果肉和果心叶绿体都含有淀粉粒,但数量和体积都小于叶片叶绿体;这些观测结果为研究猕猴桃果实的光合特性提供了依据。     

Chloroplast DNA from tobacco leaves

DNA from tobacco leaf chloroplasts was isolated as a single component with a buoyant density in CsCl of 1.702 compared to 1.697 for nuclear DNA. 5-Methylcytosine is present in nuclear DNA but absent in chloroplast DNA. Chloroplast DNA, with a guanine-cytosine content of 43 percent, has a melting temperature of 86 degrees C and renatures completely on slow cooling, whereas nuclear DNA ( melting temperature, 84 degrees C; guanine-cytosine content, 40 percent) does not renature. About 9 percent of the total DNA in tobacco leaves is chloroplast DNA representing about 4.7 xX 10-(15) gram of DNA per chloroplast with a molecular weight of approximately 4 xX 10(7).     

水稻质体多顺反子表达载体的构建及其对烟草质体的转化

【目的】尝试水稻质体多顺反子定点整合表达载体转化到烟草质体中表达。【方法】根据已发表的相关序列，分别设计引物，通过PCR技术克隆了一系列构建水稻质体多顺反子定点整合表达载体所需的元件：质体核糖体(16S)RNA操纵元启动子（Prrn）、质体psbA基因3′端终止子（psbA3′）、氨基糖苷3′-腺苷酰基转移酶基因（aadA）、水稻质体基因组高频同源重组片段(psbC/trnG，大小3362 bp)，命名为crDNA、甘露聚糖酶基因（man）、绿荧光蛋白基因（gfp）。构建了水稻质体多顺反子定点整合表达载体pLM21(-psbC-Prrn-RBS -man-RBS-gfp-RBS-aadA-psbA3′- trnG-)。将该载体用基因枪轰击烟草叶片5枪，用添加了壮观霉素的选择分化培养基筛选。【结果】获得质体转基因烟草4株。用PCR、激光扫描和Western blot等方法检测都证实man、gfp、aadA三个基因且均得到表达，用RFLP证实表达盒整合到烟草质体基因组中。【结论】水稻质体多顺反子定点整合表达载体已整合到烟草质体基因组中，并得到表达。     

木兰科叶绿体基因组的密码子使用特征分析

木兰科植物是具有重要经济、药用和观赏等价值的原始被子植物，密码子是基因编码区蛋白翻译的核心元件，分析基因组编码区密码子的使用特征，对基因功能和系统进化研究具有重要意义。目前木兰科植物已有29个物种的叶绿体基因组被成功解析和注释。收集已有的木兰科植物叶绿体基因组，系统解析叶绿体基因组编码区的密码子使用特征，并阐释了木兰科植物间的亲缘进化关系。结果表明，29种木兰科植物的叶绿体基因组编码区的同义密码子和最优密码子使用偏好相同，均以A/U结尾，自然选择是叶绿体编码区密码子偏好形成的主要原因。此外，基于29种木兰科植物叶绿体基因组、CDS序列以及密码子偏好特征RSCU值分别构建了系统进化树，分析发现,基于密码子偏好特征的物种间进化关系明显不同于前两者，而叶绿体基因组和CDS序列构建的进化关系更接近物种的真实分类，该结果也进一步支持了位点突变特征和非编码区序列在生物体的进化过程中往往具有重要的作用。     

Chloroplast transformation in Chlamydomonas with high velocity microprojectiles

Bombardment of three mutants of the chloroplast atpB gene of Chlamydomonas reinhardtii with high-velocity tungsten microprojectiles that were coated with cloned chloroplast DNA carrying the wild-type gene permanently restored the photosynthetic capacity of the algae. In most transformants of one of the mutants, a fragment with a 2.5-kilobase deletion was restored to normal size by a homologous replacement event; in about 25 percent of the transformants the restored restriction fragment was 50 to 100 base pairs smaller or larger than that of wild type. About one-fourth of the transformants of this mutant contained unintegrated donor plasmid when first examined. This plasmid persisted in four different transformants after 65 cell generations of continuous liquid culture but was lost from all transformants maintained on plates of selective medium. The restored wild-type atpB gene remains in all transformants as an integral part of the chloroplast genome and is expressed and inherited normally.