五家渠尖缘螺线粒体基因组测序分析

为了获得五家渠尖缘螺线粒体基因组全序列,分析其组成特征,探讨其与同科的腐败琥珀螺以及肺螺亚纲相关类群之间的系统发育关系,运用Illumina Hiseq 2000高通量和Sanger测序技术以及MITOS在线注释及Genious R11.0等软件,对五家渠尖缘螺线粒体基因组序列进行了测序与分析。结果表明,五家渠尖缘螺线粒体全基因组序列长度为14 086 bp (GenBank登录号:MT670402),AT含量为75.64%,GC含量为24.36%。全基因组序列由13个蛋白质编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因及1个非编码区组成。13个蛋白质编码基因使用ATN、TTN等为起始密码子,使用TAN、CAT、T等为终止密码子。22个tRNA基因中tRNA~(Ser1)和tRNA~(Ser2)缺失DHU臂。A+T富集区位于COX1与tRNA~(Val)之间,长度为42 bp。五家渠尖缘螺和同科的腐败琥珀螺线粒体基因组基因排列顺序和结构基本相似。从GenBank上下载有关肺螺亚纲及后鳃亚纲的部分种类线粒体全基因序列,构建基于线粒体基因组序列的系统进化树,并对琥珀螺科种类进行系统发育分析。结果显示,五家渠尖缘螺与腐败琥珀螺聚在一起,有较近的亲缘关系。目前,在GenBank有关琥珀螺科线粒体全基因组序列的信息非常少,本研究丰富琥珀螺科种类的基因序列信息,为将来的琥珀螺种类的系统发育分析、资源保护及遗传多样性等研究提供基础数据。     

基于ITS 2序列的肉苁蓉种子DNA条形码鉴定研究

本研究基于ITS 2序列，对肉苁蓉和管花肉苁蓉的种子进行鉴定研究，旨在建立肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定方法。通过提取种子的基因组DNA,经PCR扩增和双向测序，获得ITS 2序列。应用MEGA-X软件进行序列比对，计算K 2 P遗传距离，构建系统发育树。结果表明，所有种子样本均可以成功提取DNA和扩增ITS 2序列，种子的DNA分子量为10 000 bp左右，扩增产物为500 bp左右。肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为414～472 bp, GC含量为54.41%～55.07%;管花肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为399～489 bp, GC含量为54.18%～55.14%。肉苁蓉种子和管花肉苁蓉种子的ITS 2序列共有61个差异位点，种内最大遗传距离小于种间最小遗传距离，二者在系统发育树中分别聚为一支。ITS 2序列可以作为肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定序列。     

萝卜叶绿体及线粒体基因组测序与组装

为从分子水平上探讨萝卜雄性不育机理及育性恢复关系,本研究对4个萝卜雄性不育系及1个雄性不育保持系材料进行了线粒体及叶绿体的基因组测序、组装。测序采用PE90策略,获得Cleandata 1.2 G。通过数据过滤、计算测序深度及Kmer频度分析,确定了组装的mer值及覆盖度参数。我们先用Cleandata组装叶绿体基因组,再用过滤的数据组装线粒体基因组,最后利用Sanger测序填补Gap得到各基因组全长。结果表明参试样品萝卜叶绿体基因组长度在153 352~153 445 bp之间,线粒体基因组长度在239 696~258 853 bp之间,均包括1个LSC,1个SSC及1对反向重复序列。基因注释结果表明叶绿体基因组编码了87个蛋白基因、20个t RNA基因及4个r RNA基因,线粒体基因组则编码了82个蛋白基因,17个t RNA基因及3个r RNA基因。     

基于ITS和matK序列的苗药朱砂根遗传多样性分析

为探究朱砂根的遗传多样性,对收集的16个居群的69份朱砂根样品ITS和matK序列进行双向测序,应用Genious 11.0软件分析2个序列的结构变异,应用MEGA 11.0软件基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型,计算居群间遗传距离,采用邻接法(NJ)分别构建系统发育树。结果表明,朱砂根ITS与matK序列长度分别为447～451 bp、844～861 bp, GC含量分别为55.30%～56.30%,33.70%～34.40%,变异位点分别为24个、43个,单倍型多样性分别为0.947、0.917,核苷酸多样性分别为0.013 14、0.006 00;朱砂根ITS序列居群间遗传距离在0.000 4～0.032 0之间,平均遗传距离0.018 4;matK序列居群间遗传距离在0.000 0～0.019 6之间,平均遗传距离为0.008 6。系统发育结果表明,ITS和matK序列都将16个居群的朱砂根聚为2支,且遗传距离较小。研究表明,不同居群的朱砂根具有较为丰富的遗传多样性,且遗传距离与居群地理空间距离有关。ITS较matK序列变异更丰富,更适宜对朱砂根遗传多样性评...     

华山松叶绿体基因组特征分析

叶绿体基因组凭借稳定的结构、高度保守的序列在植物遗传结构、比较基因组学和系统发育进化等研究中发挥着重要作用。为明确南系华山松叶绿体基因组的大小、结构、基因组成及近缘种的关系和分类地位,本研究以南系华山松为研究对象,采用2×CTAB法提取南系华山松叶绿体基因组DNA,建立测序文库,进行浅层基因组测序、组装、SSR检测、序列对比、共线性分析以及系统发育树构建。结果表明,南系华山松叶绿体基因组全长116 879 bp,GC含量为38.16%。南系华山松叶绿体基因组共编码136个基因。其中,蛋白编码基因77个,tRNA基因55个,rRNA基因4个,具有2～5份拷贝的基因共有14个(均属于tRNA基因),具有1个内含子的基因共有12个。经叶绿体基因组序列比对发现,南系华山松与新疆五针松的相似性最高,达98.852%;与欧洲云杉的相似性最低,仅为57.588%。运用最大似然法基于GTR+F+R2模型构建系统发育树,可将20种松科植物分为4类,其中,南系华山松与北系华山松虽聚为一类,但两者之间的支持率处于较低水平,仅为55%。此外,南系华山松与北系华山松叶绿体基因组序列存在碱基替换和插入缺失,编码基因数量和种类存在异同,说明南北系华山松间叶绿体基因组存在明显差异。本研究可为南系华山松遗传结构和华山松群体遗传研究提供理论依据。     

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。     

山羊FGF5基因单核苷酸多态性群体遗传学分析

为了研究成纤维细胞生长因子5(FGF5)基因在山羊被毛生长中的的作用,进一步寻找与山羊被毛生长相关的遗传标记,为山羊绒毛性状的标记辅助选择和育种提供一定的理论依据,根据人和小鼠成纤维细胞生长因子5(FGF5)基因的同源序列设计引物对山羊基因组进行PCR扩增,将扩增片段进行克隆和测序,并与人和小鼠的成纤维细胞生长因子5基因序列进行同源性比较,确定扩增的片断为山羊的FGF5基因片断。采用PCR-SSCP技术分析了FGF5基因外显子在内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊和文登奶山羊品种的多态性,结果表明:FGF5基因在P1和P2引物扩增片段中存在PCR-SSCP多态性,而在P3和P4中没有发现多态。经克隆测序分析,位于外显子1的引物1内存在A→G突变;引物2中发生了碱基序列C→T的突变,这2个突变位点均没有引起编码氨基酸的改变,属于同义突变。对不同山羊品种的基因型和基因频率统计结果表明,引物1中内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊、文登奶山羊均以等位基因B为主,且不同群体均处于Hardy-Weinberg平衡;引物2中内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊均以等位基因E为主,而文登奶山羊的基因型频率与其他品种有显著差异;内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊在引物2位点的基因频率处于Hardy-Weinberg不平衡状态,而文登奶山羊的基因频率处于Hardy-Weinberg平衡状态。     

樟叶木防己叶绿体基因组特征分析

为探讨樟叶木防己(Cocculus laurifolius)叶绿体基因组特征及与同科属叶绿体基因组的系统发育关系。采用Illumina HiSeq 4000平台对樟叶木防己进行测序、组装和注释,并对其序列特征、密码子偏好性、重复序列、简单重复序列、系统发育进行分析。结果表明,樟叶木防己叶绿体基因组呈典型的四分体结构,总长度为157 961 bp,包括大单拷贝区长度为89 173 bp,小单拷贝区长度为20198bp,反向互补重复区长度为24295 bp;共有基因129个,其中蛋白质编码基因85个,tRNA基因36个和rRNA基因8个;密码子偏好性分析表明,亮氨酸(Leu)的密码子数量最多(4 920个),而半胱氨酸(Cys)的密码子数量最少(568个);从樟叶木防己叶绿体基因组中共检测出26个长重复序列及65个SSR位点;系统发育分析表明,樟叶木防己与粉防己(Stephania tetrandra)聚为一支,亲缘关系最密切。本研究为防己科和木防己属分子标记、物种鉴定、亲属关系解析、遗传多样性分析等研究提供科学依据。     

利用微卫星和线粒体DNA标记研究山羊群体间的遗传关系

本研究利用微卫星和线粒体DNA分析山羊的遗传多样性及系统进化关系,用25个微卫星位点分析了安哥拉山羊、山东莱芜黑山羊、罕山白绒山羊、太行山羊及乌珠穆沁绒山羊这5个山羊品种的遗传多样性,共祖遗传距离的UPGMA聚类表明遗传距离和地理距离是一致的,如内蒙的罕山白绒山羊和乌珠穆沁绒山羊聚到一起。利用线粒体DNA分析安哥拉山羊、山东莱芜黑山羊、鲁北白山羊、太行山羊及乌珠穆沁绒山羊,揭示这5个山羊品种分成A和C 2个支系,并进行了群体结构和群体扩张分析。通过比较2种分子标记的分析结果,发现利用微卫星来研究群体的遗传多样性及品种间的关系具有较高的准确性,而线粒体在研究群体系统进化具有一定的优势,在分析品种间关系方面可能不是理想标记。     

基于ITS基因的部分兰属序列分析

本研究以4个兰属品种为材料,通过PCR扩增及构建系统发育树,分析4个兰属品种之间的亲缘关系。结果表明:(1)4个兰属品种的ITS序列长度在647~655 bp之间,其中ITS1的序列长度为242 bp,ITS2的序列长度为244 bp。(2)四个品种共存在175 bp的变异位点,其中ITS1和ITS2的变异位点数较多,5.8S区域较为保守。(3)4个兰属品种的(G+C)含量在60.12%~68.21%之间,其中文山红柱兰的(G+C)含量最高,垂花兰的(G+C)含量最低。研究认为,ITS基因可以作为植物系统发育研究的标记,而且具有一定的灵敏度,为兰属植物的系统发育研究提供了较好的技术支持。     

花生mtACP3基因的克隆与表达分析

旨在探究酰基载体蛋白在植物脂肪酸合成途径中的作用机制,本研究采用传统PCR方法从花生中克隆得到了一个线粒体型基因,命名为AhmtACP3。并采用荧光定量PCR技术分析了基因的表达特性。该基因全长为859 bp,开放阅读框ORF为390 bp,开放阅读框对应的基因组序列为543 bp,由2个外显子和1个内含子组成,该基因编码129个氨基酸,理论分子量为14.5345 k D,理论等电点为5.22,可能定位于线粒体上。系统发育分析表明,花生线粒体型ACP蛋白分成2个分支:AhmtACP1和AhmtACP2有较近的亲缘关系,与AhmtACP3亲缘关系较远。荧光定量PCR结果显示,AhmtACP3基因在花中的表达量明显高于其他组织,其次是子叶和根。AhmtACP3基因在种子发育过程中的表达量呈现下降趋势。     

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。     

基于叶绿体基因组探讨地黄属及其近缘类群的系统发育关系

利用叶绿体基因组序列对地黄属及其近缘类群的系统发育关系进行研究。基于GenBank公共数据库,下载地黄属及相关类群的叶绿体全基因组序列52条(50个物种),包括广义玄参科物种23种、近缘类群17种和外类群8种(木犀科和苦苣苔科),分别采用最大似然法及贝叶斯推断进行系统发育分析。结果表明,叶绿体全基因组数据能够显著提高系统发育分析的支持率;广义玄参科不是一个单系;除外类群外,我们共得到5个分支,分别为列当科、泡桐属、肉果草属、玄参属、车前科。地黄属形成一个单系,为列当科其它属的基部类群。列当科内物种间叶绿体基因组大小及所包含的基因数目均差异显著。本研究结果支持APG系统对相关科属的处理,包括将婆婆纳属、腹水草属、毛地黄属从广义玄参科移出至车前科;火焰草属、钟萼草属、马先蒿属、地黄属移出至列当科;泡桐属独立为泡桐科。     

辣椒细胞质雄性不育基因的AFLP分析

本文采用AFLP(amplified fragment length polymorphism)技术对辣椒(Capsicum annuum L.)细胞质雄性不育系21A及其相应的保持系21B基因组DNA进行多态性比较,筛选了64对AFLP选择性引物PstⅠ-NNN+Mse Ⅰ-NNN组合,有60对引物组合均在两系间扩增出5 447条带,多态性位点为4个,其中在不育系材料中仅有2个多态性片段AGC/CGC378和ATC/GAG446,对特异片段进行克隆、测序,其序列全长分别为340 bp和408 bp,它们编码的氨基酸序列与烟草基因组线粒体DNA序列同源性达94%和96%.     

不同来源水稻品种badh2基因的同源性分析

香味基因是香稻育种的关键。本研究采用香味基因Xiang7F/7R对来源于辽宁省农科院和牡丹江市场的9个水稻品种进行序列分析。结果表明:(1)9个水稻品种在近400 bp处均出现一条带。(2)序列同源性分析发现,稼禾1号和龙粳香1号出现8 bp的片段缺失和3 bp的碱基突变。(3)日本晴与NCBI上发布的日本晴在该基因位点上存在5个碱基的插入/缺失,同源相似性达到99%。(4)遗传距离和系统发育树均表明,稼禾1号和龙粳香1号的遗传距离为0,聚为同一分支。以上结果表明,香味基因对不同水稻品种具有较高的灵敏度,可用于香稻品种的筛选,进而为后续的香稻品种选育奠定基础。     

辣椒疫霉菌ITS及β-tubulin的扩增和序列分析

为了探索湖南省不同地区辣椒疫霉的系统发育关系与遗传多样性,从湖南芷江、宁乡等地采集辣椒疫病病株,经过分离和离体叶片接种,得到2株对辣椒叶片有强致病性的辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)菌株。利用PCR技术对所分离的2个菌株进行ITS以及β-tubulin扩增并测序,将测序结果与国内外报道的相关序列构建系统发育树,结果表明,离体叶片接种法能够对辣椒疫霉菌有一个初步的鉴定,PCR扩增的ITS序列长度为770 bp左右,β-tubulin序列长度为780 bp左右,ITS序列以及β-tubulin序列构建的系统发育树表明湖南省内辣椒疫霉的亲缘性比较近,与国外的亲缘性比较远,说明了不同地区疫霉菌株的亲缘性与地理来源有一定的相关性。     

犬Elovl2基因片段的克隆和测序分析

利用比较基因组的方法获得犬elongation of very long chain fatty acids(FEN1/Elo2,SUR4/Elo3,yeast)-like 2基因(Elovl2)序列,为后续研究奠定基础.根据人ELOVL2和小鼠的Elovl2基因序列设计PCR引物,对比格犬和本地犬的DNA进行PCR扩增,回收纯化扩增片段,克隆、测序.对本地犬和比格犬的三次克隆测序分别得到长为672bp、671bp和675bp的基因片段,三个基因片段有11个碱基差异.测序结果表明,犬的Elovl2基因与人的ELOVL2基因和小鼠的Elovl2基因无显著相似性.扩增得到的基因片段还需进一步分析.     

高等植物线粒体基因组进化分析

线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。     

水稻滇Ⅰ型和BT型细胞质雄性不育系的PCR标记鉴别

中国用于杂交粳稻生产的细胞质雄性不育系仅有滇Ⅰ型和BT型,它们的不育系产生的花粉都为染败型,而且具有相同的恢保关系、同为配子体不育。因此,基于花粉败育特点和恢保关系等常规技术无法鉴别这两种不育系。本研究利用线粒体特异引物LD24对27个滇Ⅰ型不育系和9个BT型不育系进行PCR扩增,结果显示滇Ⅰ型不育系无扩增片段,BT型不育系具有1个605 bp的片段。该片段的DNA序列与水稻LD型雄性不育细胞质线粒体基因组的一个604 bp片段相似性达99%,该片段包括一个位于rps1基因下游的一段230 bp序列及rps1与orf187基因间隔区上游的一个374 bp序列。本研究的结果说明利用LD24标记的PCR产物可以有效地鉴别水稻滇Ⅰ型和BT型雄性不育细胞质。     

暴马丁香的叶绿体微卫星特征分析

暴马丁香具有很高的观赏价值和药用价值。为研究暴马丁香叶绿体微卫星特征,本研究在暴马丁香叶绿体全基因组序列(156 141 bp)的基础上,采用MISA v1.0软件,分析其叶绿体全基因组序列,共识别出231个微卫星位点(平均每676 bp出现一个)。其中,叶绿体微卫星主要集中于大单拷贝区(94.52%),主要由A、T构成。重复序列中主要以单碱基重复序列为主,占重复序列总数的66.97%。微卫星长度集中在8～19 bp,占96.79%,有7个叶绿体微卫星长度大于20 bp,说明暴马丁香叶绿体基因组上的微卫星位点大多数具有多态性的潜能。实验结果为暴马丁香的物种鉴定和系统发育研究提供理论基础。