桑沟湾常见温带海草叶绿素荧光特性的比较

2011年7～8月在桑沟湾楮岛南岸东部海域,利用水下调制脉冲式荧光仪(DIVING-PAM)原位测定了中国北方3种常见温带海草大叶藻、丛生大叶藻以及红纤维虾海藻的不同叶龄叶片的叶绿素荧光特性,并确定了几种海草的吸光系数(AF)和叶片叶绿素含量,计算出海草绝对电子传递速率.实验结果表明,叶龄对海草的光合活性有较大影响,同种海草的AF值和叶绿素含量都随叶龄增加而增加,叶龄小的叶片明显具有较大的最大电子传递速率(ETRmx)(大叶藻∶叶1=26.56,叶2=21.45,叶3=19.98;红纤维虾海藻叶1=22.31,叶2=19.23,叶3=17.06;丛生叶藻∶叶1=20.16,叶2=16.10;叶3=13.10).相比于丛生大叶藻和红纤维虾形藻,大叶藻具有最高的光合活性(ETRmax=22.67),这也与大叶藻在3种海草中所具有最高的初级生产力是相符合的.     

山东半岛大叶藻的抽样调查与鉴定

2011年8～10月对山东半岛大叶藻进行了调查研究,并对山东半岛大叶藻进行了分类鉴定.结果显示,山东半岛主要存在3种大叶藻科(Zosteraceae)种类,分别是大叶藻属Zostera的大叶藻Zostera marina L.、矮大叶藻Zostera japonica Ascherson & Graebner以及虾形藻属Phyllospadix的红须虾形藻Phyllospadix iwatensis Makino.其中,大叶藻分布广泛,莱州湾、俚岛、小石岛、楮岛、汇泉湾等地均发现有大叶藻存在,莱州湾地区大叶藻呈斑状分布,汇泉湾呈零星分布,俚岛、小石岛、楮岛地区呈片状分布;矮大叶藻分布较少,莱州湾地区呈斑状分布,广饶地区零星分布;红须虾形藻仅发现于青岛石老人海水浴场,呈斑状分布.调查还发现,山东半岛近海沿岸大叶藻海草场都存在不同程度的退化和破坏,除俚岛、小石岛、楮岛的大叶藻呈片状分布以外,其他地区的大叶藻均呈斑状分布或者零星分布.日照东港地区的海草场更是破坏严重,且本次调查范围内未发现大叶藻存在.     

大叶藻EST-SSR标记开发及其在大叶藻群体遗传多样性研究中的应用

本研究从NCBI的EST数据库中下载大叶藻EST序列共计10 659条,从中得到SSR位点共65个,SSR发生频率为1.7%,平均分布距离为21.7 kb。其中三核苷酸为优势重复类型,占49.2%,二核苷酸数量仅次于三核苷酸,占33.8%。基于65条含有SSR的EST序列,设计并合成了30对引物,其中26对引物的扩增产物单一,片段大小与预测的相近或较大。在由16个大叶藻个体组成的群体中,其中8对引物的扩增条带具有多态性。利用这8对引物对青岛汇泉湾大叶藻自然群体进行了遗传多样性分析,结果表明,8个SSR共检测出33个等位基因,平均每个SSR能检测出4.1个等位基因,多个遗传多样性参数表明,青岛汇泉湾大叶藻群体具有较高的遗传多样性（Ho=0.538 2;He=0.577 6;I=0.560 7）。本研究开发的EST-SSR标记,可进一步丰富大叶藻SSR标记信息,为大叶藻分子生态和群体遗传研究提供更多的标记选择。     

小球藻核rDNA ITS与叶绿体rbcL基因序列分析及应用

用核基因组rDNA的内转录间隔区(ITS)和叶绿体rbcL基因对小球藻属((Jhlorella)6株小球藻的种间和种内关系进行了分析.克隆序列与GenBank数据库检索到的相关小球藻序列(ITS和rbcL序列各为15条)一起进行比较分析.结果显示:ITS序列长度在小球藻种内高度保守,在种间变异较大;而rbcL序列长度在种间和种内水平都高度保守.15株小球藻ITS序列间遗传距离在0.000～0.663.之间;而15株小球藻rbcL序列间距离在0.000～0.216之间.6株实验藻中原始小球藻F-2与蛋白核小球藻F-5、F-9近似种内关系;蛋白核小球藻820与普通小球藻Cvq亲缘关系极近;椭圆小球藻Ce与其它5株小球藻亲缘关系最远.研究表明将变异程度较高的核ITS序列与相对保守的叶绿体rbcL基因相结合可以用于小球藻系统发生分析和分子鉴定.     

基于16S rRNA和Cyt b基因序列探讨2种梅童鱼的遗传分化

比较分析了棘头梅童鱼（Collichthys lucidus）和黑鳃梅童鱼（C.niveatus）的16SrRNA和Cytb基因片段序列差异及遗传分化程度。在长度为526bp的16SrRNA和379bp的Cytb基因片段的核苷酸序列中，2种间共检测到44处核苷酸替代。分析结果表明，2个基因片段的鸟嘌呤（G）含量较低，在Cytb蛋白质编码基因第三密码子位点上表现尤为明显。基于16SrRNA和Cytb基因片段分析结果显示，2种间平均遗传距离分别为0．012和0．111。构建的系统树显示2种梅童鱼在这2个基因片段上存在显著的遗传分化。根据Cytb基因2％／百万年的进化速率推断，棘头梅童鱼与黑鳃梅童鱼的分化时间约为550万年，发生于上新世（Pliocene）早期。     

DNA条形码技术在藻类分类学中的研究现状与展望

本文在对DNA条形码(DNA barcode)技术的发展进程的分析归纳的基础上,总结已发表的各门藻类的DNA条形码序列,并未确定一条通用DNA条形码。认为目前藻类DNA条形码的研究重点仍是加快开发新的DNA条形码片段并对其进行评价,为寻找理想的通用DNA条形码提供理论支持。现阶段较为常用的DNA条形码基因主要包括ITS、COI、rbcL等基因,几种常用基因片段的各自存在优缺点,本文对各片段的主要问题进行了分析。其中原核蓝藻的ITS基因和藻胆蛋白基因可考虑作为首选DNA条形码,真核藻类主要考虑ITS和rbcL基因,很难找到像动物COI基因可在物种鉴定中广泛通用的DNA条形码。不同基因片段间互补应用,并与传统形态学鉴定方法相结合可有效提高近缘藻类分类的准确性。并综述了藻类DNA条形码研究的新进展,展望了其应用前景。     

两种黄盖鲽线粒体DNA部分片段比较分析

比较分析了钝吻黄盖鲽（Pleuronectes yokohama）和尖吻黄盖鲽（P. herzensteini）线粒体基因组COI、Cyt b基因以及D-Loop片段总长度为1373 bp的核苷酸序列,两种间共检测到107处核苷酸替换，蛋白质编码基因上的核苷酸替代主要是第三密码子位点上的同义替换。核苷酸组成分析结果表明：三个目的片段的鸟嘌呤（G）含量普遍较低，在两个蛋白编码基因第三密码子位点上表现得尤为明显。两种黄盖鲽在线粒体基因组不同片段上存在明显的遗传分化，核苷酸替代速率最快的是D-Loop，COI和Cyt b核苷酸替代速率基本一致。建议在进行黄盖鲽属鱼类分子系统发育研究时，应该针对不同研究目的选择合适的分子标记。基于Cyt b基因片段序列的分析结果表明：钝吻黄盖鲽和尖吻黄盖鲽两种的分岐时间约为200万年，两种间的分化事件发生在更新世（Pleistocene）。     

缘管浒苔rbcL全长cDNA克隆与序列分析

对缘管浒苔光合作用第一关键酶Rubisco大亚基基因(rbcL)全长cDNA序列进行了克隆分离。首先应用RT-PCR方法获得了rbcL大片段cDNA序列,序列长度为1101bp,并进行了测序分析。然后分别应用5′RACE方法和3′RACE方法获得2个克隆序列,其序列长度分别为371bp和579bp,并进行了测序分析。在此基础上,将3个片段序列进行拼接,获得了Rubisco大亚基全长cDNA序列(1472bp),其中包括1425bp的编码区序列及47bp的前导序列(NCBI登录号:DQ813496),并推断出蛋白质序列(474个氨基酸)。对序列进行了相关生物信息分析和同源性比对,结果显示与已克隆出全长rbcL基因的7种绿藻比较具有较高同源性,核苷酸序列和蛋白质序列同源性分别达到了82.07%～85.78%和88.00%～94.11%,其中与蛋白核小球藻蛋白质序列同源性最高,为94.11%。在此基础上,使用生物信息学软件对缘管浒苔rbcL氨基酸序列与其它植物或藻类进行了多序列比对,并且进一步应用在线软件程序进行了蛋白质的二级结构分析和三级结构预测。     

扁吻鱼和塔里木裂腹鱼线粒体COI基因片段的比较研究

对扁吻鱼(Aspiorhynchus laticeps)和塔里木裂腹鱼(Schizothoraxbiddulphi)细胞色素c氧化酶亚基(COI)基因片段进行扩增。通过序列测定得到624bp的基因片段,无碱基的插入和缺失,A、T、G、C碱基中G含量最低,A+T含量高于G+C含量,与其它鱼类COI基因片段研究结果相一致。2个种间共检测到38处核苷酸替换,其中35处碱基转换,3处碱基颠换,蛋白质编码基因上的核苷酸替代主要是密码子第3位点上的同义替换。在编码的208个氨基酸中,仅发生2处氨基酸替代,替代率为0.96%。采用Kimura-2法计算种间平均遗传距离为0.06,以鲤作外群构建NJ系统树,扁吻鱼和塔里木裂腹鱼亲缘关系较近,而与新疆裸重唇鱼、斑重唇鱼亲缘关系较远。     

扁吻鱼和塔里木裂腹鱼线粒体ＣＯＩ基因片段的比较研究

对扁吻鱼(Aspiorhynchus laticeps)和塔里木裂腹鱼(Schizothoraxbiddulphi)细胞色素c氧化酶亚基(COI)基因片段进行扩增。通过序列测定得到624bp的基因片段,无碱基的插入和缺失,A、T、G、C碱基中G含量最低,A+T含量高于G+C含量,与其它鱼类COI基因片段研究结果相一致。2个种间共检测到38处核苷酸替换,其中35处碱基转换,3处碱基颠换,蛋白质编码基因上的核苷酸替代主要是密码子第3位点上的同义替换。在编码的208个氨基酸中,仅发生2处氨基酸替代,替代率为0.96%。采用Kimura-2法计算种间平均遗传距离为0.06,以鲤作外群构建NJ系统树,扁吻鱼和塔里木裂腹鱼亲缘关系较近,而与新疆裸重唇鱼、斑重唇鱼亲缘关系较远。     

脊尾白虾3个野生群体ITS1序列分析及其亲缘关系分析

对脊尾白虾的莱州湾、海洲湾、象山湾3个野生群体共计62个个体的核糖体RNA转录单元内间隔区ITS1基因片段进行克隆和测序,对序列特点进行分析,并结合GenBank数据库中已有的长臂虾亚科ITS1同源序列虾类进行系统分析。结果显示,脊尾白虾的ITS1序列具有长度多态性,其长度为345~384 bp,62条序列GC的平均含量显著高于AT含量;共检测到79个变异位点,39种单倍型,多态位点比例为21.7%;海洲湾群体遗传多样性指数最高,象山湾群体次之,莱州湾群体最低。在脊尾白虾ITS1序列中发现微卫星序列共有8处,重复序列类型为(GC)n、(AG)n、(GGC)n、(GGA)n、(AT)n、(GA)n,以(GA)n类型最多。AMOVA分析结果显示3个群体间的遗传分化较弱或只有中度分化。另外用MEGA4.0软件中的NJ法构建分子进化树,探讨长臂虾亚科几个种的系统进化关系,系统树显示同种的不同个体、同属的不同种聚在一起,与形态学的分类吻合。     

小球藻psbA基因的克隆与序列分析

psbA基因编码光合系统II反应中心的D1蛋白,是叶绿体基因组中一个重要的光调控基因。对小球藻属4个种的6株小球藻psbA基因进行了PCR扩增和测序,并结合GenBank上已有的2条小球藻psbA基因序列,使用MEGA3.1软件对psbA序列进行了遗传距离值的计算和系统发育树的构建。结果显示8株小球藻psbA基因的遗传距离值为0.012~0.167。除了原始小球藻F-2和蛋白核小球藻820分别与蛋白核小球藻F-5、F-9及与普通小球藻Cvq关系极近之外,其他6株小球藻基本上按照种的划分进行聚类,该结果与用小球藻的ITS和rbcL序列分析的结果一致。     

Phylogenetic analysis and species identification of popular shrimp species in southeast China using the first internally transcribed spacer of ribosomal DNA

The ribosomal DNA internally transcribed spacer 1 (ITS1) was investigated in the search for an appropriate genetic marker that was suitable for phylogenetic study and species identification of eight major exported shrimp species in southeast China. Using the selected primers, the amplified ITS1 sequences exhibited a high degree of length polymorphisms, ranging from 448 bp in Metapenaeopsis dalei to 1491 bp in Macrobrachium nipponense . Many microsatellite loci were found at the 5' end and in the middle region of ITS1, which seemed to be associated with intragenomic sequence variation among samples of the same species. This variation might obscure the phylogenetic relationship between some shrimp populations, but the separation of five Penaeus species was well supported. In combination with polymerase chain reaction-restriction fragment length polymerism methods analysis, ITS1 sequences from shrimp species belonging to different families and genera could also be easily discernable. The results suggested that ITS1 was highly variable among different shrimp groups and could be an appropriate marker for species identification and molecular systematic studies.     

5科11种鱼类ITS1特征分析及其在系统分类研究中的适用性

为了探讨ITS1作为分子标记用于鱼类系统演化的适用性,实验选取鲈形目5科11种鱼类为研究对象,包括尖吻鲈科、射水鱼科、军曹鱼科、剑鱼科和鲹科。通过克隆和测序等技术共获得了348条ITS1序列,长度范围为442~661 bp;通过对所有序列的长度、变异位点数量、GC含量、核苷酸多样性及单倍型多样性指数等遗传特征比较分析发现,11种鱼类ITS1序列无论是在种内还是在种间,长度和序列都表现出较为明显的多态性。特别是在军曹鱼中,70条克隆的长度范围为648~661 bp,但有一条序列存在55 bp缺失,结合该序列的GC含量,二级结构和最小自由能,推断该序列为假基因。以鮣为外类群,基于核糖体ITS1序列构建的邻接树显示在物种种类水平上,不同个体的克隆都按种类聚支,ITS1可以用于该类群物种的区分;在属级水平上,ITS1将11属鱼类完全区分开,能够用于属级水平的区分;在科级水平上,虽然鲹科分为2支的分子结果和形态分类存在差异,但ITS1构建的系统关系与线粒体分子标记构建的系统进化树相似。研究表明,核糖体ITS1可以作为一种有效的分子标记用于研究鱼类的系统分类研究,并且不同的分类阶元其解析能力不同,这将为鱼类核糖体的研究提供科学依据。     

11种鲈形目鱼类ITS2特征及系统应用

ITS2 (Internal transcribed spacer 2)是位于核糖体5.8S和28S基因之间的非编码序列。为了探讨该片段的多样性特征以及进化模式,本研究选取了鲈形目(Perciformes) 5科11种鱼类为研究对象,共获得了444条ITS2克隆序列,其长度范围为332～515 bp。比较种内不同序列的长度发现,金带细鲹(Selaroides leptolepis)在种内存在24 bp的差异,剑鱼(Xiphias gladius)在种内存在32 bp的差异,这2种鱼类的差异较为明显;其余9种鱼类的长度相对比较保守,长度差异小于14 bp。依据11种鱼类的保守位点数、变异位点数、简约信息位点数、单倍型数、保守位点比例、单倍型多样性指数、核苷酸多样性等特征分析发现,种内存在着不同程度差异,特别是金带细鲹的ITS2序列存在着Type A、Type B和Type C 3种类型,各类型间差异较大。根据序列的多样性特征推断,金带细鲹和剑鱼的进化方式为非协同进化;蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、大甲鲹(Megalaspis cordyla)、吉打副叶鲹(Alepes djedaba)和日本竹筴鱼(Trachurus japonicas)的长度和变异位点均存在着一定程度的差异,但差异并不明显,视为不严格的协同进化;泰拉鰆鲹(Scomberoides tala)、布氏鲳鲹(Trachinotus blochii)、尖吻鲈(Lates calcarifer)、射水鱼(Toxotes chatareus)和军曹鱼(Rachycentron canadum) 5种鱼类为协同进化;另外,协同和非协同进化状态与分类系统没有相关性。序列比对发现,大甲鲹种内存在着由协同进化方式演变为非严格的协同进化方式的过度序列;在金带细鲹的3个不同个体中,序列间存在着从协同进化、非严格的协同进化演变为非协同进化的3种进化方式。基于ITS2序列构建的11种鱼类的邻接系统树显示,每种鱼类的克隆都分别按种单独聚为一支,鲹科7属鱼类各属也是单独聚支,表明ITS2不仅可以用在种类的分子鉴定,同时也可以作为分子标记应用于鲹科和属级水平的系统关系研究。     

不同地理种群瓦氏马尾藻ITS序列特征及其系统进化分析

为研究不同地理种群瓦氏马尾藻ITS的序列变异,实验采用PCR扩增和序列测定方法,获得了3个不同地理种群15株瓦氏马尾藻的ITS全长序列,并进行序列分析。结果显示,15个个体共出现4种不同的ITS序列,它们相应的ITS1、5.8S、ITS2长度相同,均为762、158和507 bp,共有3个位点发生碱基变异。结合从GenBank中下载的马尾藻科3个属24种马尾藻的ITS序列,以羊栖菜属的羊栖菜,喇叭藻属的拟小叶喇叭藻和下延喇叭藻作为3个外群,采用邻位相连法构建分子系统进化树,结果显示,瓦氏马尾藻的ITS序列优先聚在一起然后以较高的置信度与南海马尾藻和球囊马尾藻聚为一支,在系统发生上显示出更近的亲缘关系。在选取的马尾藻中瓦氏马尾藻与南海马尾藻遗传距离最近为0.004,与拟小叶喇叭藻遗传距离最远为0.422。     

5.8S rDNA-ITS区片段的序列分析在坛紫菜种质鉴定中的应用

为探讨DNA序列标记技术在坛紫菜种质鉴定中的应用，对10个野生坛紫菜种质材料的5.8S rDNA-ITS区进行PCR扩增和序列分析，结果发现扩增的片段长度在1 208~1 219 bp之间，可以分为ITS1区，5.8S区和ITS2区3个部分，其中5.8S区片段的长度完全一致，均为160 bp；ITS1区和ITS2区片段的长度也非常接近，只有几个碱基的差异。多重序列比对发现10个种质材料的ITS区（包括ITS1和ITS2）序列都存在一定差异，序列同源性在95.82％~99.73％之间，而5.8S区序列则完全一致，但与其它种紫菜的5.8S区序列有很大差异，序列同源性在79.7％~95.0％之间。由此认为5.8S rDNA-ITS区这种高度保守区和高变区交替排列的形式可以成为坛紫菜种质鉴定及系统进化分析的强有力工具。     

Molecular divergence and application of the ITS-5.8S rDNA and RUBISCO spacer in <Emphasis Type="Italic">Porphyra haitanensis</Emphasis> Chang et Zheng (Bangiales,Rhodophyta)

To select a reliable and sensitive method for discriminating strains of Porphyra haitanensis, the nucleotide sequence of the internal transcribed spacer 1 to internal transcribed spacer 2 regions (ITS-5.8S) of nuclear ribosomal DNA and the intergenic spacer region of RUBISCO were compared in five wild and five cultivated Porphyra haitanensis strains. Based on molecular analyses, sequences of ITS-5.8S (about 1,210 bp) could be divided into three regions: ITS1, 5.8S, and ITS2. The ITS1 and ITS2 sequences of each strain differed, even between individuals collected from the same site. In contrast, 5.8S rDNA and RUBISCO spacer sequences were identical among the ten P. haitanensis strains, although differences were found among different Porphyra species. Phylogenetic analysis also supported these conclusions. These sequence features of highly conserved regions and diversified regions that occurred repeatedly in ITS-5.8S could be useful in discriminating germplasm of P. haitanensis strains or Porphyra species. In contrast, the RUBISCO spacer is only suitable for identifying Porphyra species. New coupled primers were designed to amplify only the 5.8S rDNA and ITS2 region of Porphyra. The sequences of these amplified fragments can be readily used to identify germplasm or to perform phylogenetic analysis of Porphyra spp.