基于线粒体DNA全序列11个蛋白编码基因拼接序列的鳞翅目昆虫系统发育研究*

 目前已测定线粒体DNA全序列的鳞翅目昆虫有12种。由于高变异性和强核苷酸组成偏好性,去除了两个蛋白基因和两个物种,最终以10个鳞翅目物种的11个蛋白编码基因拼接序列对鳞翅目分子系统发育关系进行了研究。与前人的结果一致,基于11个蛋白编码基因拼接序列数据所构的最大似然树支持鳞翅目,鳞翅目内各总科和各科均为单系群。与MINET ^［1］基于形态学数据的结果相同,各总科的系统发育关系为{卷蛾总科＋［螟蛾总科＋（尺蛾总科＋蚕蛾总科）］}。蚕蛾总科内各科系统发育关系类似于REGIER等［2］的结论。     

闽鸠蝙蛾（鳞翅目：蝙蝠蛾科）线粒体基因组全序列测定和分析

本研究旨在从线粒体基因组水平探讨闽鸠蝙蛾（Endoclita minanus Yang）在蝙蝠蛾科（Hepialidae）内的分类地位。通过Illumina MiSeq平台测序技术测定闽鸠蝙蛾线粒体基因组全序列，分析其结构特点和碱基组成；使用最大似然法构建蝙蝠蛾科9种昆虫线粒体基因组的系统发育树，分析其在蝙蝠蛾科内的系统发育关系。结果显示：闽鸠蝙蛾线粒体基因组全长15 248 bp，包含13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和一段典型的鳞翅目昆虫线粒体基因组基因排列的A+T富含区，且A+T含量为81.18%。闽鸠蝙蛾的线粒体基因组排列顺序为trnI-trnQ-trnM，与其他蝙蝠蛾科昆虫顺序相同，而与鳞翅目其他昆虫的线粒体基因组排列顺序（trnM-trnI-trnQ）不同。基于线粒体基因组分析，得到蝙蝠蛾科9种昆虫的系统发育关系为无钩蝠蛾属（Ahamus）+{棒蝠蛾属（Napialus）+[蝙蝠蛾属（Endoclita）+钩蝠蛾属（Thitarodes）]}。闽鸠蝙蛾线粒体基因组存在基因重排现象，系统发育分析支持闽鸠蝙蛾和桉蝙蛾聚为一支。本研究为掌握蝙蝠蛾科昆...     

茶六斑褐锦斑蛾Sorita pulchella线粒体基因组特征与系统发育分析

【目的】了解茶六斑褐锦斑蛾(Sorita pulchella)线粒体基因组特征，探究其分类地位，并分析蛾类高级分类阶元的系统发育关系。【方法】野外采集西藏自治区林芝市易贡茶场发生的茶六斑褐锦斑蛾。采用高通量测序的方法获得线粒体基因组序列并分析其基因组结构特征；用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树，探讨鳞翅目斑蛾科昆虫系统发育关系。【结果】茶六斑褐锦斑蛾(GenBank登录号：MZ157403)线粒体基因组序列的总长度为15 216 bp,编码37个基因，即13个蛋白质编码的基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因(rrnL和rrnS)和1个A+T富含区。其基因组成与其它已知的鳞翅目昆虫一致。蛋白质编码基因的A+T的含量为77.7%,长度为10 830 bp。tRNA中的A+T的含量则为80.9%。22个tRNA的二级结构仅trnS1缺少二氢尿嘧啶环，其它tRNA的二级结构都为典型的三叶草型。20个种进行了系统发育分析，包括两个外群。贝叶斯系统发育树显示斑蛾科内的系统发生关系为：(Zeuzera multistrigata+Endoxyla cinereus)+(((Apoda lim...     

猎蝽科昆虫线粒体基因组的比较研究

线粒体基因组是系统发育常用的分子标记,本研究旨在对猎蝽科昆虫的线粒体基因组进行比较研究,着重分析基因重排、碱基组成、密码子使用偏好性等特征,并构建基于13个蛋白编码基因的系统发育关系。在GenBank数据库下载猎蝽科11亚科30属代表物种的线粒体基因组序列,通过Geneious 8.0.4抽提各编码基因的序列。利用MEGA 7.0统计碱基组成、氨基酸和核苷酸序列信息位点、起始密码子、终止密码子、相对密码子使用频率（RSCU）等序列基本信息。另外,利用DnaSP 6.0计算蛋白编码基因的非同义替换率（K_a）和同义替换率（K_s）,并通过K_a/K_s值比较基因的核苷酸进化速率。通过jModelTest选择进化模型,在MrBayes 3.2.2软件中构建基于贝叶斯法（BI）的系统发育树。结果表明：猎蝽科线粒体基因组均呈共线性结构,没有发现大面积的基因重排现象,只有部分序列中rrnS和trnT基因编码方向与原始序列编码方向相反,trnR和cytb基因出现多拷贝的现象。猎蝽科线粒体最常使用ATN起始密码子和TAA...     

二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因（cox1）。[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列。通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析。[结果]cox1基因编码框包含1531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成。利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异。[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础。     

二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因（cox1）。[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列。通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析。[结果]cox1基因编码框包含1531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成。利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异。[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础     

6种模式生物热休克蛋白70家族的进化分析

[目的]研究柄海鞘和其他5个物种的热休克蛋白70家族的系统发育关系。[方法]通过在Ensembl中下载与筛选,获得柄海鞘和其他5种生物的热休克蛋白70家族的氨基酸序列,对其进行系统发育树和基因结构分析,并阐明其系统发育关系。[结果]经过筛选,共获得了来自线虫、果蝇、柄海鞘、斑马鱼、家鸡和人类6种生物的热休克蛋白70家族的33个氨基酸序列,其中25个具有明确的基因结构。系统发育分析表明,系统发育树并未完全按照来源物种聚类;6种生物热休克蛋白70的氨基酸序列相当保守,但其内含子插入位点并不整齐,表明热休克蛋白70家族是一个多基因、多结构的家族。[结论]这6个物种均发生了基因复制事件,新产生的基因仅仅是冗余的存在,还是具有新的功能,仍需作进一步的研究。     

白边大叶蝉线粒体基因组测序与分析

采用引物步移法测得白边大叶蝉Kolla paulula(Walker)线粒体基因组90%左右的序列,并分析了该叶蝉的线粒体基因组特征。基于23个物种(半翅目)的蛋白编码基因序列,以最大似然法和贝叶斯法构建了头喙亚目系统发育树。已测得序列长度为13 579 bp(AT:73.33%),其中包含了13个蛋白编码基因、21个t RNA基因和1个r RNA基因。除了ND5基因使用GTT作为起始密码子外,其他所有蛋白编码基因均使用ATN作为起始密码子;除了CO II使用不完整的T作为终止密码子,其他所有蛋白编码基因均使用TAA或TAG作为终止密码子。21个t RNA基因中,除了t RNASer(AGN)缺失1个稳定的茎环结构外,其他所有t RNA基因均能形成典型的三叶草二级结构。系统发育分析结果表明,进化树明显可以被分为沫蝉总科+(角蝉总科+蜡蝉总科);白边大叶蝉属于角蝉总科的叶蝉科,白边大叶蝉线粒体基因组特征与其他叶蝉科昆虫相同。     

葱蝇ADH基因的克隆及序列分析

[目的]对葱蝇(Delia antiqua)ADH基因进行克隆,并对其进行序列分析。[方法]通过RACE的方法克隆葱蝇ADH基因的cDNA序列,同时对该序列进行同源性分析、氨基酸序列比对和系统发育分析。[结果]试验获得的cDNA全长1 088 bp,其中ORF 771 bp,编码256个氨基酸,推测其相对分子质量为30.80 kDa,等电点为8.22;通过该基因推导的氨基酸序列与其他物种的ADH进行相似性比较和系统发育分析,发现葱蝇与刺舌蝇(Glossina morsitans)氨基酸序列的同源性最高。[结论]该研究为ADH基因的进一步研究提供了基础。     

牦牛DAZL基因编码区的克隆和序列特征与进化分析

根据黄牛DAZL基因序列设计引物,通过PCR扩增和克隆测序获得牦牛睾丸组织DAZL基因编码区序列,利用生物信息学软件分析牦牛DAZL基因编码区序列结构以及与其他物种的系统发育关系.结果表明:牦牛DAZL基因cDNA序列长度为1782 bp,编码区全长885 bp,编码295个氨基酸,与黄牛的氨基酸序列同源性为98.31%;牦牛DAZL蛋白含有DAZ基因家族所具有的典型的RNA结合域和DAZ重复基序.系统发育分析显示:牦牛与黄牛首先聚为一类,然后与哺乳纲的其他物种相聚,而与鱼纲、爬行纲动物的亲缘关系最远.     

家蚕谷氨酸转运蛋白基因克隆及序列分析

谷氨酸转运蛋白(EAAT)主要存在于神经、神经原及神经胶质细胞浆膜上,对胞外谷氨酸浓度进行调节,在维持细胞正常的生理状态、避免神经元过度兴奋方面起着重要的作用.利用鳞翅目粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)和双翅目拟暗果蝇(Drosophila pseudoobscura)的谷氨酸转运蛋白序列为问询序列,在家蚕基因组数据库中进行同源检索,找到2个EAAT基因的同源基因(BmEAAT),并进行了克隆测序.两个BmEAAT基因均含8个外显子,编码蛋白均为膜蛋白,各有8个跨膜结构域.多物种的同源基因序列的系统发生分析结果表明:家蚕的两个EAAT拷贝至少在鳞翅目与双翅目分化前就已存在.基因芯片数据显示BmEAAT的两个拷贝在家蚕5龄3天的组织表达模式有明显差异,表明这两个基因的功能可能已经分化.     

葱蝇ADH基因的克隆及序列分析(英文)

[目的]对葱蝇(Delia antiqua)ADH基因进行克隆,并对其进行序列分析。[方法]通过RACE的方法克隆葱蝇ADH基因的cDNA序列,同时对该序列进行同源性分析、氨基酸序列比对和系统发育分析。[结果]试验获得的cDNA全长1088bp,其中ORF771bp,编码256个氨基酸,推测其相对分子质量为30.80kDa,等电点为8.22;通过该基因推导的氨基酸序列与其他物种的ADH进行相似性比较和系统发育分析,发现葱蝇与刺舌蝇(Glossina morsitans morsitans)氨基酸序列的同源性最高。[结论]该研究为ADH基因的进一步研究提供了基础。     

水曲柳节律相关GIGANTEA基因的克隆及同源性比对分析

[目的]对水曲柳节律相关GIGANTEA基因的克隆及同源性进行比对分析。[方法]根据GenBank中GI基因保守结构域设计简并引物,进行PCR分析,并与其他物种的氨基酸序列进行同源性比对分析。[结果]获得了编码区780 bp的部分序列,可以编码260个氨基酸,获得的GI基因命名为FmGI,与多个物种GI基因有着较高的同源性,其中与葡萄、大豆、苜蓿、毛果杨、蓖麻、黄瓜、菊花、大麦、玉米、小麦、拟南芥、黑麦草、洋葱和云杉等多个物种具有较高一致性。系统发育树分析结果表明,GI基因按照单子叶植物、双子叶植物和裸子植物的进化关系聚为3类,明确了水曲柳GI基因的系统进化关系。[结论]该方法对水曲柳生物节律钟GI基因编码区进行了克隆,并对获得的部分GI蛋白序列进行了同源性比对分析,建立了系统进化树,为进一步获得水曲柳GI基因全长及研究其功能起到一定参考作用。     

粘虫核糖体蛋白S11基因cDNA的克隆和序列分析

【目的】克隆和鉴定粘虫核糖体蛋白S11(Ribosomal Protein S11,RPS11)基因,为昆虫核糖体蛋白功能的研究提供基础资料。【方法】运用RT-PCR和RACE技术,以粘虫cDNA为模板,对RPS11基因进行克隆,获得其全长cDNA序列,并利用生物信息学方法,对RPS11基因全长cDNA序列及推测得到的RPS11蛋白氨基酸序列进行分析,构建其系统进化树。【结果】获得的粘虫核糖体蛋白S11基因(RPS11)cDNA序列长度为521 bp,其中包括26 bp的5′非编码区、36 bp的3′非编码区和459 bp的开放阅读框,编码一个由152个氨基酸组成的蛋白,其具有核糖蛋白S17蛋白家族典型特征。推测得到的粘虫RPS11蛋白的理论分子质量为17.737 9 ku,等电点为10.63,富含6种类型的特定功能位点,与同属夜蛾科的烟芽夜蛾(Heliothis virescens)的RPS11蛋白相似性高达97%。用Neigh-bor-joining(NJ)法构建基于RPS11氨基酸序列的系统发育树,结果显示,粘虫RPS11与烟芽夜蛾(H.virescens)、草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)和家蚕(Bombyx mori)等3种鳞翅目昆虫的亲缘关系较近。【结论】成功获得了粘虫RPS11基因全长序列(GenBank登录号为GQ222274),由其编码的核糖体蛋白RPS11属于核糖蛋白S17蛋白家族。     

牦牛TLR4基因的克隆测序及序列分析

旨在了解牦牛天然免疫受体TLR4基因特点。根据GenBank已公布的牛TLR4基因序列,分3段设计引物,测序、拼接克隆序列,并对所得序列进行生物信息学分析和预测。基因序列分析表明,克隆得到牦牛TLR4基因编码区全长2 807bp,开放阅读框2 526bp,编码氨基酸841个,N端含有27个氨基酸组成的信号肽,分子质量96.009 8ku,理论等电点为6.35。蛋白预测结果表明,TLR4编码蛋白整体表现为亲水性。同源性分析表明,10条序列当中牦牛与野牦牛、普通牛、绵羊等物种具有较高的同源性,在系统发育树中距离最近。说明TLR4基因序列具有较高的保守性。     

禽类PRL基因的cDNA克隆及生物信息学分析

[目的]通过对PRL基因(催乳素基因)的克隆及生物信息学分析,研究该基因编码的蛋白对禽类就巢性的作用。[方法]利用原鸡PRL基因mRNA序列(NM-205466)与蓝孔雀表达序列标签(EST)数据库进行Blast检索,以及序列拼接和逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),获得了蓝孔雀PRL基因的部分cDNA序列,并对该序列进行了生物信息学分析。[结果]获得的cDNA序列片段长度为927bp,包括完整的开放阅读框690 bp,编码229个氨基酸。系统发育树的构建发现蓝孔雀与原鸡亲缘关系比较近,与鹑次之,与火鸡亲缘关系最远。[结论]该研究结果为研究PRL蛋白的生物学功能奠定了基础。     

2个新的鳞翅目OR83b类化感蛋白基因的克隆和序列分析

【目的】分离和克隆昆虫触角中一类非常保守的嗅觉受体蛋白基因全序列。【方法】采用简并引物反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆基因,用生物信息学方法对获得的cDNA全序列及推导的氨基酸序列进行分析。【结果】从甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)和斜纹夜蛾[Spodoptera litura(Fabricius)]雄蛾触角中扩增得到2个分别为1906bp和2483bp的OR83类化感蛋白基因的cDNA,开放阅读框(ORF)编码473个氨基酸,命名为SexiOR2和SlitOR2。通过在GenBank中进行序列的同源性比较,发现这2个鳞翅目化感蛋白新序列与已知蛾类昆虫的OR83b类化感蛋白氨基酸序列具较高的同源性。【结论】明确了所获得的2个鳞翅目蛋白新序列属于OR83b类化感蛋白。     

蝎蝽次目线粒体蛋白质编码基因的比较研究

[目的]本研究旨在对蝎蝽次目11科线粒体基因组中13个蛋白质编码基因(PCG)的密码子使用情况、A+T含量、氨基酸序列和核苷酸序列信息位点以及核苷酸进化速率进行比较研究,同时基于13个PCG序列构建蝎蝽次目系统发育树。[方法]通过GenBank获得蝎蝽次目所有14个代表种的PCG序列,统计蝎蝽次目起始密码子和终止密码子的使用频率。在BioEdit 7. 1中计算核苷酸串联序列第一位、第二位、第三位和一二三位密码子A+T含量。在MEGA 6. 0中计算核苷酸串联序列和氨基酸串联序列的保守位点、信息简约位点和自裔位点。用软件DnaSP 6. 0计算蛋白质编码基因每个位点的非同义替代率(Ka)和同义替代率(Ks),由此分析每个基因的核苷酸进化速率Ka/Ks。在RAxML 8. 2. 8和MrBayes 3. 2. 5中分别基于最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。[结果]蝎蝽次目昆虫起始密码子使用中,ATN的使用频率明显高于GTG和TTG。蝎蝽次目使用的4种终止密码子中,TAA和T的使用频率最高。蝎蝽次目每一位密码子的碱基组成含量表明第三位密码子的AT含量最高,远远高于第一位与第二位密码子。在氨基酸和核苷酸序列中,COI的保守位点数最多,ATP8和ND4L的保守位点数最少;ND5的简约信息位点数最多,其次为ND2和ND4。核苷酸进化速率的分析中,ATP8基因的进化速率最快,COI基因进化速率最慢。ML和BI的系统发育结果基本一致,分支关系如下:(划蝽总科+((蟾蝽总科+蝎蝽总科)+(潜蝽总科+(仰泳蝽总科+固蝽总科))))。[结论]本研究补充了蛋白质编码基因在蝎蝽次目比较线粒体基因组学研究中的不足,揭示了蛋白质编码基因在比较线粒体基因组学研究中的重要性。     

松江鲈β-肌动蛋白基因全长cDNA的克隆和序列分析

[目的]获得松江鲈β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并检测松江鲈β-肌动蛋白在组织中的表达。[方法]以松江鲈肌肉总RNA为模板,采用RT-PCR、5′-RACE和3′-RACE的方法扩增β-肌动蛋白基因cDNA片段,用RT-PCR方法检测组织表达。[结果]获得了松江鲈β-肌动蛋白基因cDNA的3个片段,测序后拼接得到1905bp全长cDNA序列,其包含了1128个核苷酸的开放性阅读框,翻译编码375个氨基酸。核苷酸和氨基酸同源性分析发现,松江鲈β-肌动蛋白基因序列与点带石斑鱼、军曹鱼、红鲷鱼等同源性相对较高,与哺乳动物和鸟类同源性相对较低;系统发育分析表明,松江鲈β-肌动蛋白与点带石斑鱼关系最近。RT-PCR分析表明,该基因在检测的肌肉、肝脏、肠和脑4种组织均有表达。[结论]首次得到了β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并证明了松江鲈的β-肌动蛋白基因非常保守。     

松江鲈β-肌动蛋白基因全长cDNA的克隆和序列分析

[目的]获得松江鲈β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并检测松江鲈β-肌动蛋白在组织中的表达。[方法]以松江鲈肌肉总RNA为模板,采用RT-PCR、5′-RACE和3′-RACE的方法扩增β-肌动蛋白基因cDNA片段,用RT-PCR方法检测组织表达。[结果]获得了松江鲈β-肌动蛋白基因cDNA的3个片段,测序后拼接得到1 905 bp全长cDNA序列,其包含了1 128个核苷酸的开放性阅读框,翻译编码375个氨基酸。核苷酸和氨基酸同源性分析发现,松江鲈β-肌动蛋白基因序列与点带石斑鱼、军曹鱼、红鲷鱼等同源性相对较高,与哺乳动物和鸟类同源性相对较低;系统发育分析表明,松江鲈β-肌动蛋白与点带石斑鱼关系最近。RT-PCR分析表明,该基因在检测的肌肉、肝脏、肠和脑4种组织均有表达。[结论]首次得到了β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并证明了松江鲈的β-肌动蛋白基因非常保守。