线粒体DNA和Y染色体主要基因的研究进展

线粒体和Y染色体作为重要的分子遗传标记,越来越多地被应用于哺乳动物起源进化的研究。基于线粒体DNA的研究,多数研究通过Cytb、D-Loop区、12SrRNA、16SrRNA等单基因分析,少数通过多基因联合分析和全序列分析展开,对哺乳动物母系起源进化进行探讨。基于Y染色体的研究主要通过SRY、AMELY、USP9Y、DBY等单基因分析和多基因联合分析。综述了近年来基于线粒体DNA和Y染色体几个主要基因的鹿科及其他哺乳动物的起源进化研究现状,为动物起源进化研究提供理论依据。     

利用Y染色体进行鹿科动物的起源和进化分析

在现代分子遗传学研究中,线粒体DNA和Y染色体非重组区DNA是最主要的两种标记。线粒体方面的研究主要围绕Cytb基因、D-loop区、12sRNA和16sRNA等基因进行,而Y染色体遗传多样性研究主要包括Y染色体单核苷酸多样性研究、Y染色体微卫星多态性研究、Y染色体基因拷贝数变异研究。目前,鹿科动物的研究主要集中在线粒体DNA方面进行母系起源的研究,但还需要Y染色体分子遗传多样性的研究来进行补充,以研究鹿科动物的起源、驯化历史及迁徙路线。本文对鹿科动物在Y染色体分子遗传多样性与起源进化方面的研究进展进行了综述,为以后研究鹿科动物起源进化进行铺垫。     

晋南牛父系和母系起源研究

为了研究晋南牛的父系起源和母系起源,随机抽取30头晋南公牛,分别对Y染色体INRA124微卫星位点和线粒体DNAcytb基因进行分析。Y染色体INRA124微卫星分析表明:30个个体中,具有132bp的等位基因约占总样本76.7%,表明晋南牛具有76.7%的普通牛父系血统;具有130bp的等位基因,约占总样本23.3%,表明晋南牛具有32.2%的瘤牛父系血统。cytb基因的HinfI酶切分析表明,在这31个个体中,没有发现牦牛和班腾牛的母系起源。     

从mtDNA和SRY基因多态揭示云南大额牛杂交起源

从父系、母系全面揭示云南大额牛的遗传背景.采集了云南大额牛、印度野牛(Bosgaurus)、迪庆黄牛、怒江黄牛以及文山高峰牛共5个种群的血液样品,对其中70头牛mtDNA D-loop和39头公牛Y染色体非同源部分SRY基因序列多态检测,结合GenBank已经报道的相关序列,对所构建的单倍型NJ系统树和网络图进行了聚类分析.线粒体DNA数据显示,云南大额牛母系来源于瘤牛(B.indicus)和普通黄牛(B.taurus),云南本地牛母系也来源于瘤牛和普通黄牛;SRY基因序列信息显示,云南大额牛父系来源于大额牛(B.frontalis),云南本地牛父系来源于印度瘤牛.结果说明,云南大额牛为大额牛与黄牛的杂交后代,云南本地牛主要为瘤牛血统.     

贵州白香猪母系与父系遗传检测

采用PCR测序技术分析贵州白香猪两品系(Ⅰ系、Ⅱ系)mtDNA D-loop区和Y染色体SRY基因编码区序列.结果表明,在遵循母系遗传的mtDNA D-loop区,贵州白香猪Ⅰ系具有3种单倍型H1、N2和H3;Ⅱ系具有1种单倍型H1;在遵循父系遗传的SRY基因编码区,两品系共享单倍型GWXP Ⅰ.说明贵州白香猪Ⅰ系具有3个母系血统,Ⅱ系具有1个母系血统;Ⅰ系和Ⅱ系具有1个父系血统.通过与GenBank上收录的其他猪品种的同源序列比对发现,贵州白香猪具有独特的线粒体遗传结构,且其线粒体基因纯合性较高.     

线粒体DNA的遗传与动物进化研究

 大多数学者认为脊椎动物的线粒体DNA遗传是严格的母系遗传,因而mtDNA分析成了动物进化研究中广泛采用的分类工具,为了和严格母系遗传相一致,以至于“精子线粒体被删除丢失”的说法被人视为存在而得以传播,因为这种说法支持了人类起源于非洲的“非洲夏娃”理论模式。而且线粒体母系遗传模式在假说争论中从未受到真正挑战。本文通过阐述动物线粒体DNA母系遗传假说在动物进化研究中的不严谨性,推测脊椎动物的线粒体DNA的遗传可能不是严格的母系遗传,而是一种随机性的遗传方式。     

牦牛Y染色体分子遗传学研究进展

为系统了解牦牛Y染色体的分子遗传学研究现状,通过查阅近15年来的研究资料,从Y染色体分子标记和Y染色体基因2个方面对牦牛Y染色体分子遗传学研究进展进行综述。在分子标记方面,研究者已对13个普通牛Y-STRs在牦牛中的特异性进行了检测,发现4个标记(即INRA124、INRA189、UMN2404和BYM-1)为牦牛Y-STRs标记。确定了6个Y-SNPs标记(即USP9Y(223CT)、UTY19(158AC和169CT)、AMELY2(261CT)、OFD1Y9(165AG)和SRY4(104GA))可用于牦牛父系遗传研究。在基因研究上,已对SRY、ZFY、TSPY和HSFY等多个牦牛Y染色体基因进行了克隆、序列比较、多态性检测、系统发育和原核表达分析。在今后的研究中,挖掘更多的牦牛Y染色体特异标记,开展基于多个标记、更多牦牛品种的群体遗传学研究,将是探明牦牛父系遗传多样性、父系起源与驯化、群体历史发展动态与分类等问题的重点和方向。同时,应借鉴灵长类、普通牛等物种Y染色体的研究方法和技术,加强牦牛Y染色体基因组、转录组和蛋白组等研究。     

高等植物线粒体基因组研究进展

高等植物线粒体基因组在目前已知生物中是最大、最复杂的, 阐述了高等植物线粒体基因组的最新研究进展。从全基因组的测序方法开始,重点介绍了高等植物线粒体基因组的组成和结构特点,特别是基因含量、内含子、基因间隔序列、RNA编辑、重复序列、叶绿体和细胞核与线粒体之间的DNA交换以及线粒体基因的遗传起源和进化等热点问题,以期为更好的了解核质互作、植物进化等科学问题奠定基础。     

家鸡起源和遗传多样性的研究进展

从线粒体DNA、微卫星标记、Z染色体和全基因组测序高通量SNP分型等方面,对家鸡的起源及其遗传多样性的研究进行了综述.     

鹿科动物Y染色体概述及其基因研究进展

随着生物科技的发展,有关动物分子遗传方面的研究逐渐被社会所重视。作为非重组区的主要标志之一,Y染色体具有遗传多样性,因此针对Y染色体的微卫星、单核苷酸及其基因拷贝等特殊性能进行研究,成为相关专业部门的首要任务。本文着重阐述了鹿科动物Y染色体的结构特点以及重点基因在遗传多样性和起源进化中相关研究内容,旨在为相关问题研究提供参考。     

中国家驴品种遗传多样性及母系起源研究

为了给中国家驴遗传资源的评价、保护和利用提供一些分子生物学基础,本研究通过自行设计引物,采用PCR-SSCP技术对中国家驴线粒体DNA( Mitochondrial DNA,mtDNA)细胞色素b(Cytochrome b,Cytb)基因308bp片段序列的变异进行检测来探讨其遗传多样性和母系起源.发现了3种基因型,结合GenBank已公布的数据进行分析发现在中国家驴品种中共存在15个突变位点,17个单倍型,通过计算各群体的遗传多样性指数发现中国家驴的遗传多样性比较丰富.另外,还通过与两种非洲野驴的Cytb序列进行比对和网络聚类分析方法对所有家驴的样品进行了母系起源的研究,证明家驴起源于非洲的索马里驴和努比亚驴.     

大豆MIR156基因家族起源与进化模式研究

Micro RNA(mi RNA)是小分子RNA,参与靶基因转录后调控,长度通常为20~22 nt。MIR156基因在植物中分布广,是目前已知第一个与植物年龄有关的小分子RNA,表达量随植物年龄增长而逐渐减少,对植物生长发育起重要调控作用。研究基于古多倍体大豆基因组共线性分析,结合mi RBase收录数据和预测获取的基因,从进化角度对该基因家族进行系统分析。通过对大豆MIR156基因家族成员分布、复制模式、扩张模式和分子系统发育分析,揭示这一古老基因家族基本起源模式。结果表明,该家族由多个祖先基因起源,以全基因组复制及大片段复制等方式发展。研究从方法和结论上对系统分析植物小分子RNA起源和进化具有重要意义。     

Y染色体多态性与中国黄牛起源和分类研究

通过常规法、G带和C带对7个黄牛品种染色体进行系统研究所获得的资料,同时汇集了近20年来中国境内22个黄牛品种和1个大额牛种共计30个黄牛品种（其中4个外来牛品种）染色体的研究资料,分析和探讨了中国黄牛的起源、进化与分类。结果表明,中国黄牛Y染色体具有多态性,有中、亚中和近端着丝点Y染色体。中国北方黄牛多为中部和亚中部着丝点Y染色体,南方黄牛多近端丝点Y染色体,中原黄牛在品种内个体间多具有中、亚中和近端着丝点Y染色体3种类型。说明中国黄牛起源的多元性,即源于普通牛和瘤牛。在进化过程中,中国北方黄牛受普通牛的影响大,南方黄牛受瘤牛的影响大,中原黄牛同时受普通牛和瘤牛的影响,是由普通牛和瘤牛长期交汇融合形成的。根据26个黄牛品种Y染色体形态类型,绘制了中国黄牛Y染色体在中国的分布地域图。     

羊、牛、驴三类物种的mtDNA多态性研究进展

线粒体DNA(mtDNA)是真核生物内唯一存在的核外遗传物质,目前,人们普遍的观点是mtDNA遵循一种母系遗传方式.有关mtDNA的遗传结构、基本特征等方面已积累了丰富的资料.从mtDNA的结构特点、基本特征、研究现状以及研究方法等方面进行了阐述.并且它已经越来越多的应用于山羊、绵羊、黄牛、水牛、驴等物种的多态性以及母系起源进化方面的研究,这为品种选育以及保种提供了理论基础.     

基于线粒体DNA 4个基因/区域的矮小梅花鹿群体结构与起源进化分析

通过线粒体DNA上12S、ND5、Cytb和D-loop 4个基因或区域对分布于吉林省通化地区的矮小梅花鹿群体进行群体结构和起源进化分析,结果表明,各基因在群体中均包括3种单倍型,且每种单倍型个体组成相同。将4个基因整合后形成组合单倍型H1～H3,结合系统发育树判断,H1和H2单倍型与梅花鹿东北亚种聚为一类,而H3单倍型与梅花鹿四川亚种聚为一类,种群历史分析表明,该群体没有经历过扩张。因此认为,该矮小群体有3个母系起源,其中,H1和H2起源于东北亚种,H3可能起源于四川亚种,因为不确定四川亚种群体是否受到东北亚种影响。     

白杨细胞质遗传的细胞学机理(Ⅰ):生殖细胞和精细胞中细胞质DNA的存在状况

应用DAPI、DiOC荧光法与激光共聚焦电镜技术,观察白杨派树种毛白杨、毛新杨、银腺杨、中国山杨花粉发育中生殖细胞的细胞质DNA及其在精细胞形成过程中的动态。结果表明:不同发育时期的生殖细胞、精细胞中不存在具有DNA的细胞器,为白杨派树种具有母系遗传的潜能提供了细胞学证据;其中,线粒体在花粉发育过程中一直存在,但其DNA发生了降解,从而使父系线粒体DNA的传递中断,导致了线粒体的母系遗传。细胞学观察发现,银腺杨少数质体及其DNA被排除和降解的时期相对迟缓。本文还对被子植物线粒体遗传的机理进行了讨论。     

绵羊Y染色体特异性引物及SNPs的筛选

【目的】哺乳动物Y染色体雄性特异区在减数分裂过程中不与X染色体发生重组,遵循严格的父系遗传,是研究父系遗传多样性的重要遗传资源;此外绝大多数Y染色体基因主要或者特异性的在睾丸组织中表达,并在精子发生和雄性繁殖力方面扮演着至关重要的作用。由于Y染色体测序极其困难,造成很多物种Y染色体序列很少。因此本文基于目前现有牛科动物Y染色体引物信息,旨在鉴定绵羊Y染色体特异性引物,比较绵羊Y染色体基因片段与岩羊、牛、山羊和牦牛Y染色体的差异,同时筛选不同绵羊品种在Y染色体基因片段内的SNPs,将找到的Y-SNPs和绵羊的睾丸大小进行相关性分析,为鉴定绵羊Y染色体基因片段奠定基础,并为今后绵羊Y染色体单倍型的构建、绵羊胚胎性别早期鉴定和公绵羊繁殖力相关分子标记的筛选提供科学依据。【方法】根据目前文献公布的29对牛科动物Y染色体特异性引物序列,以母绵羊和水分别作阴性和空白对照,以公绵羊DNA为模板验证引物的雄性特异性;确定绵羊Y染色体特异引物后,利用DNA混合池测序结合限制性长度片段多态性等技术在萨福克羊(n=146)、白萨福克羊(n=91)、东弗里升羊(n=6)、特克塞尔羊(n=72)、南非肉用美利奴羊(n=17)、杜泊羊(n=32)、湖羊(n=55)、藏羊(n=34)、滩羊(n=43)和岩羊(n=14)公羊群体中进行Y-SNPs扫描。用Chromas和DNASTAR等软件分析混合池测序的结果,利用DNAman软件将绵羊Y染色体基因片段与牦牛、山羊、黄牛和岩羊进行同源性分析。同时,测量萨福克羊、白萨福克羊、东弗里升羊、特克塞尔羊、南非肉用美利奴羊、杜泊羊周岁的阴囊围,利用SPSS19.0软件分析SNPs位点与公羊阴囊围的相关性。【结果】在分析的29对引物中,6对引物为绵羊Y染色体特异性引物,分别能扩增出ZFY3、SRY6、USP9Y、UTY、SRY11和ZFY6片段。17对引物未能出现扩增条带,6对引物在母羊DNA中出现扩增条带。通过比对发现绵羊6个基因片段与岩羊、牛、山羊、牦牛的同源性在81.51%—98.84%。此外,首次在萨福克和白萨福克羊群体的SRY11片段中鉴定得到一个GA的突变,通过Hpy188I酶切分析发现在萨福克羊、白萨福克羊中有2种基因型(AA、GG),在其他7个绵羊品种中只有GG基因型。在白萨福克羊群体中,GG基因型的频率为0.747,AA基因型的频率为0.253;在萨福克羊群体中GG基因型的频率为0.986,AA基因型的频率为0.014;说明在萨福克羊和白萨福克羊群体中,GG基因型为优势基因型。关联分析显示在白萨福克羊群体中,GG基因型个体周岁的阴囊围显著的高于AA基因型(P=0.029)。【结论】鉴定得到6个绵羊Y染色体基因片段,它们与牛、山羊、牦牛和岩羊具有较高的同源性,表明Y染色体基因在进化过程中具有一定的保守性。首次在萨福克和白萨福克羊群体SRY11片段中找到一个Y-SNP(GA),其与白萨福克羊周岁的睾丸大小紧密相关。     

荧光原位杂交技术在人参属药用植物研究中的应用

荧光原位杂交技术在研究基因定位、染色体结构变异、起源进化以及物种间亲缘关系等方面具有重要作用。本文简要介绍了荧光原位杂交技术中靶DNA制片、探针种类和标记方法,对目前该技术在人参属药用植物研究中的应用进行了综述。     

基于Y染色体ZFY-10标记多态性探究柴达木黄牛父系支系组成和起源

为从分子水平上揭示柴达木黄牛的父系遗传结构组成、遗传多样性水平及父系遗传背景,通过PCR方法和直接测序技术,以8头大别山牛(瘤牛)公牛为试验对照,对106头柴达木黄牛公牛Y染色体ZFY-10标记进行多态性检测分析。结果表明:1)通过ZFY-10标记上变异位点的联合定型分析,可以准确地检测普通牛Y1和Y2单倍型组及瘤牛Y3单倍型组;2)柴达木黄牛在ZFY-10标记上存在GT核苷酸插入/缺失多态性,依据该标记多态位点确定单倍型组,表明柴达木黄牛包含Y1和Y2两种普通牛单倍型组,所占频率分别为0.217和0.783。在柴达木黄牛品种内,大柴旦、乌兰、格尔木、茫崖和都兰5个群体Y2单倍型组的频率依次为1.000、0.933、0.907、0.650和0.522,而Y1单倍型组频率依次为0、0.067、0.093、0.350和0.478,表明茫崖和都兰2个群体具有较高的Y1单倍型组比例;3)柴达木黄牛总的单倍型多样度为0.343 0±0.045 6。在柴达木黄牛品种内,大柴旦、乌兰、格尔木、茫崖和都兰5个群体的单倍型多样度分别为0、0.133 3、0.172 8、0.478 9和0.521 7,表明都兰和茫崖2个群体相比其他3个群体具有较高的父系遗传多样性。综上所述,Y染色体ZFY-10标记变异位点的联合定型分析可以确定和推断黄牛的父系支系组成和起源;柴达木黄牛含有Y1和Y2两个普通牛父系支系,具有2个普通牛父系起源,父系遗传多样性较低,品种内茫崖和都兰2个群体遗传变异相对丰富。     

大额牛起源与系统地位的遗传学分析

 采用PCR直接测序法测定我国大额牛13个个体的线粒体Cyt b基因全序列,并引用其它牛种的序列资料共同构建分子系统树,以探讨大额牛的起源及其系统地位。结果表明,大额牛Cyt b基因全长1140bp,在所有样本中共发现了95个变异位点,定义为5种单倍型。从母系起源的角度来看,我国大额牛种群存在明显的分化,它可能具有十分独特的起源。综合多层次的研究结果可以初步推测,大额牛与印度野牛有着十分密切的关系,它们在较早的世代具有共同的母系起源,并且有可能是现已灭绝的某种野生牛的后代。