不同核背景对玉米CMS-C线粒体复合体活性的影响

为探究不同核背景下线粒体复合体活性对玉米C型雄性不育系育性的影响,明确其与花药败育的关系.以同质异核不育系K932S、K169S、近等基因恢复系K932R和保持系K169为材料,采用植物线粒体呼吸链复合体酶联免疫分析试剂盒对花药发育不同时期的5个线粒体复合体活性进行测定比较.结果表明,除花粉母细胞时期复合体Ⅱ、Ⅳ外,其余时期不育细胞质复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性在K169核背景下显著高于K932,绝大多数时期复合体Ⅲ、Ⅴ的活性则相反,但存在恢复基因时,K932R可改变部分时期不育细胞质不同线粒体复合体的活性.在二分体时期,不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性显著低于正常可育胞质,而其他多数时期5个复合体的活性则相反.由此可见,在花药发育不同时期,核背景对玉米CMS-C不同线粒体复合体活性均有显著影响;相同核背景下,二分体时期不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性比正常细胞质显著降低,可能与CMS-C花药败育密切相关.     

表没食子儿茶素没食子酸酯和茶黄素对秀丽隐杆线虫耐温性的影响

为探究绿茶和红茶中的代表性组分对秀丽隐杆线虫在不同温度条件下的作用效果及机制,试验设置0.25、2.5、25 μmol/L 表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）和茶黄素（theaflavin,TF1）,测定线虫在4 ℃和35 ℃条件下的存活率,进而测定在4 ℃、20 ℃和30 ℃条件下经25 μmol/L EGCG和TF1孵育后线虫体内脂肪含量和线粒体膜电位的变化。结果显示,25 μmol/L EGCG将热应激线虫的最大寿命和中位寿命分别提高了8.15%、22.44%,将冷应激线虫的最大寿命和中位寿命分别降低了20.25%、17.94%。25 μmol/L TF1对热应激线虫的存活率无显著影响,将冷应激线虫的最大寿命和中位寿命分别提高了9.43%、19.01%。在4 ℃条件下,EGCG和TF1孵育均提高了线虫体内的脂肪含量,TF1孵育降低了线虫的线粒体膜电位水平。在20 ℃条件下,EGCG和TF1具有明显的降脂作用,长时间孵育可显著提高衰老线虫线粒体活性。在30 ℃条件下,EGCG和TF1提高了线虫体内的脂肪含量。以上结果表明,在低温条件下TF1通过促进线粒体产热而非脂肪动员提高了线虫的存活率,而EGCG孵育可诱导线虫死亡。     

基于线粒体DNA D-loop区的肉鸡品种遗传多样性和起源分析

【目的】探讨不同生长速度鸡品种（配套系）线粒体DNA D-loop区全序列遗传多样性和起源特性,为肉鸡品种选育和溯源提供理论依据。【方法】以不同生长速度的8个黄羽肉鸡配套系（中快速型5个、慢速型3个）、2个地方鸡种（固始鸡、藏鸡）、2个引进鸡种（隐性白羽鸡、安卡鸡）、1个白羽肉鸡（罗斯308）、817杂交肉鸡以及1个高产蛋鸡配套系（大午褐壳蛋鸡）共计15个鸡种为研究对象,采集血液提取DNA后进行PCR扩增,对15个鸡种共683个个体mtDNA D-loop区全序列进行测序,使用DnaSP 5.10软件分析各个鸡种遗传多样性和单倍型特点,使用MEGA 4.0软件计算种间遗传距离,构建不同单倍型与红色原鸡之间NJ系统发育树,分析起源和亲缘关系。【结果】15个鸡种线粒体D-loop区全序列大小为1 231—1 232bp,序列长度为1 231 bp的个体在859 bp处存在C碱基缺失。683个个体共检测到45个变异位点,组合为53个单倍型,可以分为A、B、C和E共4个单倍型群,其中中快速型肉鸡、817杂交肉鸡以及高产蛋鸡均是E单倍型为优势单倍型（≥48.89%）;慢速型黄羽肉鸡中鸿光黑鸡优势单倍型为B单倍型,京海黄鸡优势单倍型为A单倍型,雪山鸡4种单倍型相对均衡,3个慢速型黄羽肉鸡配套系E单倍型比例≤38.46%;地方鸡种中固始鸡的单倍型为A和C型,藏鸡的单倍型为A和B型。15个鸡种单倍型多样度（Hd）分布在0.496—0.853,核苷酸多样度（Pi）分布在0.00146—0.00673,遗传多样性相对丰富的品种（配套系）是新兴矮脚黄鸡、雪山鸡、京海黄鸡和罗斯308;遗传多样性程度相对较低的品种（配套系）是藏鸡、高产蛋鸡、安卡鸡、新兴麻鸡4号和墟岗黄鸡1号。15个鸡种Kiumura双参数距离范围为0.0016—0.0113,其中罗斯308种内遗传距离最大,而817杂交肉鸡和高产蛋鸡的种内遗传距离最小;种间遗传距离最大为高产蛋鸡与藏鸡之间,最小为高产蛋鸡与817杂交肉鸡之间;中快速型黄羽肉鸡配套系相互之间遗传距离相对较小,而与慢速型黄羽肉鸡配套系以及地方鸡种之间遗传距离相对较大;京海黄鸡和鸿光黑鸡均是与藏鸡遗传距离最小。聚类分析显示,A、B单倍型群与红色原鸡滇南亚种交叉聚为一枝;E单倍型与红色原鸡印度亚种交叉聚为一枝;C单倍型群与红色原鸡印度亚种、滇南亚种、指名亚种以及印尼亚种交叉聚为一枝。【结论】不同生长速度鸡种之间线粒体D-loop区遗传多样性程度差异较大;E单倍型与肉鸡生长速度具有较强的相关性,中快速型群体均以E单倍型为优势单倍型,而慢速型群体E单倍型比例均低于40%;我国家鸡群体具有多个红色原鸡母系起源,显示其在中性选择下被驯化。研究结果为肉鸡品种选育和溯源以及资源化开发利用提供了理论依据。     

基于线粒体COI基因和D-loop区联合序列的杂交鲫与野生鲫群体遗传特征研究

【目的】分析杂交起源的合方鲫品系和新型同源二倍体类鲫(NCRC)品系、实验红鲫品系及野生鲫群体的遗传特征,揭示杂交鲫群体与野生鲫群体的种质资源现状,为开展鲫育种工作提供科学依据。【方法】以2个杂交品系(合方鲫和NCRC)、1个实验室养殖品系(实验红鲫)和3个野生鲫群体(分别采自湖南省长沙市望城区、长沙市长沙县和常德市)为研究对象,采用PCR扩增6个鲫群体的线粒体COI基因和D-loop区序列,使用DnaSP 6.12分析群体遗传多样性,利用MEGA 7.0.26计算群体内和群体间的遗传距离,运用TCS Network算法绘制单倍型网络,再以Structure 2.3.4推测群体遗传结构;利用Arlequin 3.5.2.2计算群体间的遗传分化系数(F_ST),并以邻接法(NJ)、最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)分别构建系统发育进化树;通过Tajima’s D和Fu’s Fs中性检验结合核苷酸错配分布分析评估群体历史动态。【结果】基于线粒体COI基因和D-loop区联合序列,从6个鲫群体中共鉴定出25个单倍型(Hap1~Hap25);且3个野生鲫群体的单倍型多样性(h,0.582~0.877)和核苷酸多样性(π,0.00227~0.00532)明显高于2个杂交品系和实验红鲫品系。构建的单倍型网络结构图和系统发育进化树均显示,合方鲫品系可形成独立分支,且与日本白鲫聚在一起。同时,合方鲫品系与其他群体间的遗传距离(0.0539~0.0628)和遗传分化系数(F_ST,0.95147~0.98331)均较大,其次为NCRC品系和实验红鲫品系,说明养殖群体与野生鲫群体间已产生明显的遗传分化。在Structure聚类分析的基础上进行AMOVA分析,结果表明可将6个鲫群体划分为合方鲫品系、NCRC品系、实验红鲫品系和野生鲫群体共4组,且组间遗传变异占绝大部分(90.14%)。从群体历史动态检验结果来看,6个鲫群体在近期历史上保持相对稳定,未曾经历过明显的群体扩张。【结论】合方鲫品系、NCRC品系及实验红鲫品系3个养殖群体与3个野生鲫群体间已产生明显的遗传分化,且存在一定程度的遗传多样性降低等问题。因此,在后续的鲫育种工作中应适当扩大繁育亲本数量,避免近亲繁殖和瓶颈效应,注重保护养殖群体种质资源的遗传多样性。     

20种溪蟹线粒体COI基因比较分析及系统发育研究

【目的】比较分析20种溪蟹的线粒体COI基因序列,并基于COI基因序列构建溪蟹科系统发育进化树分析不同种类间的亲缘关系,探究COI基因作为分子标记在溪蟹物种鉴定中的适用性,同时为溪蟹科的物种鉴定及系统发育研究提供理论依据。【方法】测定2种龙溪蟹属（Longpotamon）代表种的线粒体COI基因全序列,结合GenBank中已公布的18种溪蟹科COI基因全序列,利用MEGA X计算其碱基组成、保守位点和遗传距离,采用MatGAT 2.02进行多序列相似性比较分析,并以PhyloSuite构建贝叶斯树（BI）和最大似然树（ML）,探究溪蟹科物种内部的亲缘关系。【结果】20种溪蟹的COI基因序列全长1534~1539 bp,连续编码511~512个氨基酸残基,所有物种均以ATG为起始密码子;碱基含量略有不同,分别为35.9%~40.7%（T）、16.4%~20.2%（C）、26.8%~28.9%（A）和14.7%~17.2%（G）,呈明显的AT偏向性。COI基因核苷酸序列及其推导氨基酸序列比较分析结果显示分别有577和98个变异位点,表明密码子存在简并性。20种溪蟹的线粒体COI基因遗传距离、序列相似性及系统发育进化分析结果均显示,长安龙溪蟹（Longpotamon changanense）与龙溪蟹未定种（Longpotamon sp.）的亲缘关系最近。虽然采用不同方法基于不同数据集构建的系统发育进化树在拓扑结构上有所不同,但所有树型均显示龙溪蟹属（Longpotamon）的小龙溪蟹（L.parvum）并未与该属其他物种聚类在一起,华溪蟹属（Sinolapotamon）、近溪蟹属（Potamiscus）和小石蟹属（Tenuilapotamon）物种也散布在系统发育进化树不同分支中,暗示这些物种在分类鉴定上为非单系群,还需进一步研究确定。【结论】20种溪蟹的线粒体COI基因序列平均种间遗传距离为0.173,均具有区别于其他种类的特异位点,即线粒体COI基因序列可作为溪蟹科物种鉴定的分子标记。     

灵芝属真菌线粒体基因组特征及进化

【目的】分析灵芝属（Ganoderma）真菌的线粒体基因组特征及进化,为灵芝属物种分类、分子进化和系统发育分析提供理论依据。【方法】基于灵芝属真菌15个线粒体基因组序列,利用MEGA X、MISA、mVISTA、MAFFT、DnaSP、PAML X和IQ-TREE等生物信息学软件对基因组特征、序列多态性、简单重复序列（SSR）、基因进化和系统发育进行分析。【结果】灵芝属真菌线粒体基因组全长为50603~124588 bp,GC含量为25.4%~27.3%,含有15个保守的蛋白编码基因（PCG）、2个rRNA基因和25~29个tRNA基因。SSR主要由AT构成,单核苷酸重复类型比例最高,其次为三核苷酸重复和四核苷酸重复。种间线粒体基因组序列差异较大,非编码区的变异水平高于编码区,nad6、nad3和cob基因编码序列的变异度较高,内含子长度与线粒体基因组大小呈显著正相关。15个保守的线粒体蛋白编码基因主要受纯化选择影响,其中cob、cox1和nad2基因含有正选择位点。基因编码偏好A/T含量高的密码子,27个高频密码子中,13个以A结尾,14个以T结尾。系统发育分析结果显示,灵芝属真菌主要分为2个聚类组,其中紫芝、狭长孢灵芝和G.wiiroense聚为一组;喜热灵芝、白肉灵芝和铁杉灵芝聚成一支,与树舌灵芝、梅氏灵芝、四川灵芝和亮盖灵芝构成姊妹类群,共同构成另一组。【结论】灵芝属真菌的线粒体基因组在进化过程中发生明显的遗传变异,基因组长度主要与内含子插入和删除有关,蛋白编码基因密码子使用偏性强。     

中华绒螯蟹养殖群体与野生群体的种群遗传学研究

研究旨在探究安徽中华绒螯蟹种质资源状况以及资源混杂程度,以期为中华绒螯蟹资源的科学保护、合理利用以及相关产业政策的制定提供理论依据。采集了中华绒螯蟹4个养殖群体和长江野生群体共170尾样本,基于线粒体分子标记,进行种群遗传学分析。结果表明,长江野生中华绒螯蟹遗传多样性低,盲目捕捞可能造成野生资源衰退。野生群体与养殖群体间未出现显著遗传分化,存在严重的种质混杂。研究探明了长江中华绒螯蟹的资源现状,为其科学的保护提供理论依据。     

不同品种绵羊D-loop区遗传多样性研究

线粒体DNA（Mitochondria DNA,mtDNA）D-loop区的进化速度快且多态性丰富, 因此在生物的遗传多样性和起源进化研究中具有重要意义。采用PCR扩增和基因测序的方法分析甘肃高山细毛羊（G）、欧拉羊（O）、杜泊羊（D）、蒙古羊（M）、小尾寒羊（S）和湖羊（H）的线粒体DNA D-loop区遗传多样性和进化关系。结果显示,试验羊D-loop区中GC含量低于AT含量,共检测到171 个变异位点,单一多态位点58 个,简约信息位点113 个,共87 个单倍型,单倍型多样度（H_d）分别为 0.993、1.000、0.968、1.000、0.933和1.000,核苷酸多样度（P_i）分别为 0.022 37、0.014 63、0.011 93、0.017 47、0.021 40和0.023 48,湖羊的平均核苷酸差异度最大（K=31.622）,而杜泊羊最小（K=15.995）。蒙古羊和杜泊羊的核苷酸平均差异数K_xy最大,蒙古羊和欧拉羊的核苷酸平均差异数K_xy最小。核苷酸歧异度D_xy与核苷酸平均差异数K_xy结果一致。系统发育树结果显示,湖羊与小尾寒羊先聚集在一起,然后与杜泊羊聚为一类;欧拉羊与蒙古羊先聚为一类,然后与甘肃高山细毛羊聚为一大类,说明湖羊与小尾寒羊遗传差异小。     

艾氏蛇鳗线粒体基因组全序列结构分析和系统发育关系探讨

本研究采用高通量测序技术获得了艾氏蛇鳗(Ophichthus evermanni)线粒体基因组全序列, 并对其结构和特征进行了分析。结果表明, 艾氏蛇鳗线粒体基因组全长 17759 bp, 包含了 13 个蛋白编码基因(PCGs)、22 个转运 RNA 基因(tRNA)、2 个核糖体 RNA 基因(rRNA)、2 个控制区(D-loop)和 1 个轻链复制起始区(O_L)。线粒体 DNA 全序列的碱基组成分别为 A (31.27%)、G (16.19%)、C (26.22%)和 T (26.32%), 其中 A+T 含量(57.59%)大于 G+C 含量 (42.41%), 呈现出明显的 A+T 偏好性。与大多数硬骨鱼类不同, 艾氏蛇鳗线粒体基因组中发生了基因重排现象, ND6 基因和 tRNA-Glu 移到了 tRNA-Thr 和 tRNA-Pro 之间, 且 ND6 基因上游还存在另一个高度同源的 D-loop 区。 tRNA-Gln (Q)、tRNA-Ala (A)、tRNA-Asn (N)、tRNA-Cys (C)、tRNA-Tyr (Y)、tRNA-Ser^UCA (S1)、tRNA-Glu (E)、 tRNA-Pro (P)和 ND6 9 个基因位于 L 链, 其余基因均位于 H 链。除 tRNA-Ser (AGC)外, 其余 21 个 tRNA 均为典型的三叶草二级结构。分别采用邻接法和最大似然法, 基于 12 个蛋白编码基因(ND6 除外)构建了蛇鳗科鱼类系统发育关系树。结果显示艾氏蛇鳗与短尾蛇鳗(O. brevicaudatus)和食蟹豆齿蛇鳗(Pisodonophis cancrivorus)的亲缘关系较近, 蛇鳗属是蛇鳗科鱼类中分化较晚的一个类群。研究结果丰富了蛇鳗科鱼类线粒体基因组数据库, 也为该类群鱼类的系统分类研究提供了参考资料。