蝗虫线粒体DNA(mtDNA)研究概况

线粒体DNA（mtDNA）具有快速进化、不易发生突变等独特的优点,正成为昆虫系统发育、种群遗传变异与分化研究和近缘种、种下分类单元鉴定的理想工具之一。文中介绍了应用线粒体DNA研究蝗虫物种起源与分化、系统发育、遗传多样性及体色分化等方面的进展概况。     

基因组时代的植物系统发育研究进展

系统发育研究是进化生物中的基本问题,也是其他众多生物学分支学科的基础问题,其核心在于研究不同生物类群间的亲缘关系与进化命运。利用分子数据研究生物之间的进化关系是系统发育研究的重要手段。随着测序技术的提升和测序成本的持续下降,系统发育研究由早期基于单基因或联合少数片段逐步发展到现阶段利用大规模基因组数据对个体、群体、物种以及更高水平的进化关系进行探讨。讨论了目前植物体内的3套基因组(叶绿体基因组、线粒体基因组与核基因组)在系统发育研究中的代表性成果,总结了植物不同基因组的特征及其在系统发育研究中的优势与局限,探讨了系统发育树构建的主要方法,并对未来研究进行了展望。目前,植物体内的3套基因组适用于不同阶元和类群的系统发育研究,不同基因组之间的遗传特性差异使其在系统发育研究中具备不同的优势和应用：(1)叶绿体基因组结构相对简单,序列保守,不易重组,单亲遗传,是广泛应用于系统发育学和进化生物学等研究领域的理想分子数据资源;(2)植物线粒体基因组序列进化速率较慢,目前仅适用于早期植物和大尺度水平的系统发育研究;(3)核基因组为双亲遗传,可综合揭示双亲谱系及系统网状进化关系,在系统发育研究中具有巨...     

栽培苦荞麦的起源及其近缘种亲缘分析

本文收集了20个分布点的9变（亚）种荞麦属植物以及一个栽培品种,通过ITS和tmH—psbA序列分析,对栽培苦荞的起源及其近缘种的系统发育关系进行了探讨。研究表明：栽培苦荞及其近缘种种间的系统发育关系与基于trnK,tmc-rpoB,rbcL等序列构建的系统发育关系相一致,栽培苦荞ITS和tmH—psbA序列与野生苦荞Ftataricure ssp．potanini Batalin遗传距离较近,可能源自于野生苦荞Ftataricum ssp．potanini,在驯化过程中没有外来遗传物质的引物,栽培过程中选择性积累了优良经济性状驯化而形成。     

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。     

石斑鱼遗传多样性及其系统发育分析

石斑鱼不仅是重要的海水经济鱼类,而且具有重要的生态地位.但是,石斑鱼的分类、物种多样性、资源保护及其合理开发等需要对石斑鱼系统发育的分析与研究.线粒体基因是研究石斑鱼系统进化的理想分子标记,因此获得了青石斑鱼E.awoara长度为1 039bp的16S rDNA、tRNA-Leu和NA1部分序列,基于其及ND2、cyt b对石斑鱼系统发育进行了分析,结果表明石斑鱼遗传多样性与地域分布关系不大,不同系统树分析都表明同一石斑鱼物种的系统发生关系基本一致,石斑鱼种间亲缘关系较近.此外,也发现某些异种间亲缘关系比同种间亲缘关系近的现象.     

基于mtDNA和cpDNA序列的甘薯栽培种及近缘野生种分析

目的 利用线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)序列和叶绿体DNA(Chloroplast DNA,cpDNA)matK序列对甘薯Ipomoea batatas栽培种及近缘野生种进行分子鉴定和亲缘关系分析,为甘薯栽培种和近缘野生种的种质鉴定、保护及开发利用提供理论依据。方法 以3个甘薯栽培种及8个近缘野生种为材料,采用CTAB法提取基因组DNA,通过PCR扩增mtDNA序列和cpDNA matK序列,使用DnaSP 6.0对序列进行核苷酸多态性、单倍型多样性等特征分析,并基于邻接法构建3个甘薯栽培种及8个近缘野生种的系统发育进化树。结果 5个mtDNA序列和cpDNA matK序列经测序、比对、拼接后,长度为6 713 bp,GC占比在47.79%~48.31%之间。合并序列的单倍型数量、核苷酸多态性、变异位点数量、单一突变位点数量、简约信息位点数量和插入/缺失位点数量分别为9、0.003 25、69、39、30和111。中性检验显示,合并序列差异不显著(P>0.10),遵循中性进化模型。3个甘薯栽培种及8个近缘野生种间的遗传距离在0.000 00~0.005 84之间,平均遗传距离0.003 26,遗传多样性较低;按照亲缘关系被分为2大类,各大类内部亲缘关系较近。结论 本研究采用的序列可对甘薯栽培种和近缘野生种进行准确的鉴定区分,为甘薯近缘野生种的进化和利用提供参考和理论指导。     

AFLP标记技术在甘薯育种中的应用进展

近年来,AFLP分子标记技术已经逐步应用于甘薯的遗传育种研究中。本文简要概述了AFLP技术在甘薯的起源、进化与亲缘关系研究、遗传多样性分析、连锁图谱构建及基因定位和分子标记辅助育种等的应用进展,并对其发展前景进行了展望。     

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。     

涪陵红心萝卜起源进化的分子系统学

为探讨不同皮色和肉质颜色萝卜间的亲缘关系,以6份不同皮色和肉质颜色的萝卜及6份外类群为材料,进行 Chs 基因克隆、测序,研究不同皮色和肉质颜色的萝卜间系统发育关系。结果表明：6份不同皮色及肉质颜色萝卜 Chs 基因序列长度变异为1427～1430 bp,其中变异位点占0．6491％。可将12个Chs 基因序列分成3个分支。第一分支全部为不同肉色萝卜,说明不同肉色萝卜间亲缘关系较近;不同皮色及肉质颜色萝卜品种及其近缘植物间不仅存在树状的进化关系,还存在非树状的进化史,未存在明显的星状结构。单拷贝的 Chs 基因可作为一个较好的候选基因用于研究不同皮色和肉质颜色的萝卜系统发育关系。     

百日菊白粉菌的分子检测与鉴定

对百日上的白粉菌进行分子生物学分析,采用试剂盒法提取病原菌总基因组DNA,PCR扩增其rDNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,简称ITS)的保守序列并测序,并通过Clustal与MEAG软件构建系统发育树推演系统进化关系,在分子水平鉴定该菌种并比较与其他白粉菌菌种的亲缘关系。结果表明,本研究测序的百日菊白粉菌BC180623的ITS序列与发生在土耳其菊芋上的Erysiphe cichoracearum(KF453969.1)相似度达到99%,与其具有比较近的亲缘关系。以百日菊白粉菌为研究对象,在分子水平鉴定该菌种并分析其进化亲缘关系为本试验的创新之处。     

眶棘鲈属鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

为在分子层面分析我国眶棘鲈属（Scolopsis）鱼类系统进化关系，同时探讨COⅠ基因作为DNA条形码在眶棘鲈属鱼类物种鉴定的适用性. 本研究对采集的9种眶棘鲈COⅠ基因部分序列进行PCR扩增及测序，结合GenBank下载的5种眶棘鲈COⅠ基因序列共同分析.结果表明，14种眶棘鲈的种内平均遗传距离为：0.002 5；种间平均遗传距离为0.179 4，种间距离是种内的71.76倍. 在分子系统进化树上，14种眶棘鲈主要形成3个分支：分支Ⅰ包含4种眶棘鲈，这4种眶棘鲈眶下骨均具大棘，与形态学分类结果一致；分支Ⅱ包含4种眶棘鲈，分支Ⅲ包含6种眶棘鲈，但进化树部分节点的支持率相对较低，表明COⅠ基因在眶棘鲈属鱼类中可作为有效的DNA条形码基因以区分物种，但不一定适合用于分子系统进化分析. 另外，部分资料中认为是同种异名的条纹眶棘鲈(Scolopsis taeniopterus)与双斑眶棘鲈（Scolopsis bimaculata）、单带眶棘鲈(Scolopsis monogramma)，彼氏眶棘鲈（Scolopsis affinis）与黄带眶棘鲈(Scolopsis aurata)，本研究COⅠ遗传距离分别为0.160、0.118和0.122，均远大于Hebert推荐的区分不同物种的最小遗传距离2%，各自应分别为独立物种.     

从福尔马林保存的牙鲆中克隆的18S rDNA进行系统发育分析的可靠性

从福尔马林保存的牙鲆和活体牙鲆肌肉组织中，利用基因拼接的方法首次克隆到1205bp和1295bp的长片段序列。福尔马林保存标本与活体标本DNA序列的同源率为82％；和活体标本的18S rDNA序列相比，标本DNA的碱基缺失率为7％，碱基替换比例为11％。利用福尔马林标本的18S rDNA同源性高的区域进行系统发育分析，表明其结果是可信的。     

从福尔马林保存的牙鲆中克隆的18S rDNA进行系统发育分析的可靠性

从福尔马林保存的牙鲆和活体牙鲆肌肉组织中，利用基因拼接的方法首次克隆到1205bp和1295bp的长片段序列。福尔马林保存标本与活体标本DNA序列的同源率为82％；和活体标本的18S rDNA序列相比，标本DNA的碱基缺失率为7％，碱基替换比例为11％。利用福尔马林标本的18S rDNA同源性高的区域进行系统发育分析，表明其结果是可信的。     

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。     

基于细胞色素b基因序列的中国牛亚科家畜系统发育关系

 【目的】探讨中国牛亚科家畜物种间的系统发育关系,为牛亚科家畜的系统演化历史提供分子证据。【方法】采用PCR产物直接双向测序法,获得普通牛、瘤牛、牦牛、大额牛、沼泽型亚洲水牛和河流型亚洲水牛共6个物种的线粒体DNA Cyt b基因全长序列,运用分子进化软件分析物种间的系统发育关系。【结果】6个牛种的Cyt b基因序列长度均为1 140 bp,没有观察到插入/缺失突变,共检测到220个变异位点,包含213个简约信息位点;Cyt b基因序列变异中转换数明显高于颠换数,转换数和颠换数的比值为5.2,突变没有达到饱和状态。由遗传距离可知,普通牛与瘤牛的亲缘关系最近,而它们与大额牛、牦牛、沼泽型亚洲水牛、河流型亚洲水牛的亲缘关系依次逐渐疏远。牛亚科家畜6个物种分布于4个主要的单系群分支,可划归为家牛属、牦牛属、准野牛属和水牛属;牛种间的分歧时间在0.775—6.43 MYA,亚洲水牛与其它牛种间的分歧时间最长,普通牛与瘤牛的分歧时间最短。大额牛和印度野牛的单系性都没有得到显现,大额牛和印度野牛在线粒体DNA水平上不能清晰地相互区分。【结论】中国牛亚科6个牛种划分为4个分支,分别对应于家牛属、牦牛属、准野牛属和水牛属,家牛属与准野牛属、牦牛属、水牛属的亲缘关系逐渐疏远;6个牛种间的进化分歧时间在0.775—6.43 MYA。大额牛与印度野牛的亲缘关系非常近,两者在较早的世代具有共同的母系起源;不支持大额牛是印度野牛的家养型或驯化种的观点,它们有可能都是现已灭绝的某种野生牛的后代。     

基于nrDNA ITS序列东北地区丁香属植物的系统发育关系

通过nrDNA ITS测序分析,对东北地区的丁香属内11个种的系统发育关系进行了初步的研究。依据ITS序列中的信息位点,应用系统发育分析软件MEGA2.1构建的分子系统树,在一定程度上支持了传统的依形态特征进行的分类。但该系统树对于属下各分支间的关系作出了与传统的形态分类方法不同的推断:与在形态分类中不同,短花冠亚属(Ligustrina)并未与其余种构成姐妹群关系,而是和巧玲花系(Pubescentes)关系最近,二者组成的分支与欧丁香系(Vulgares)形成姐妹群关系;顶生花序系(Villosae)是系统树中的基部分支。     

贝盖侧耳的系统发育地位——基于nrDNA-LSU和ITS序列分析的研究

通过同时对细胞核编码的核糖体大亚基DNA（nrDNA-LSU）和内转录间隔区（ITS）两个片段序列进行测定，分析了贝盖侧耳的系统发育地位. 结果显示: 贝盖侧耳与幕盖菇属亲缘关系较远，而与侧耳属成员关系密切，担子果侧生和具有菌幕并不能作为与幕盖菇属同源的依据. 在侧耳属中，贝盖侧耳与同样能产生菌幕的栎侧耳和Pleurotus levis亲缘关系并不密切，而与不产生菌幕的红侧耳关系最近.      

缓步动物条形码及7种缓步动物系统发育研究

缓步动物属于微小水生无脊椎动物,以隐生现象著称。该实验对4种缓步动物11个个体的COⅠ基因序列进行提取测定和分析,并与GenBank中下载的6种缓步动物19条COⅠ基因序列进行比对分析,用贝叶斯法（BI）构建系统发育树,研究了共计7种缓步动物30个个体之间的系统发育关系。研究发现,缓步动物在DNA分子层面的分类与形态学分类结果基本一致,表明COⅠ基因可用于研究缓步动物系统分类及系统发育方面的问题。     

Gene trees and the origins of inbred strains of mice

Extensive data on genetic divergence among 24 inbred strains of mice provide an opportunity to examine the concordance of gene trees and species trees, especially whether structured subsamples of loci give congruent estimates of phylogenetic relationships. Phylogenetic analyses of 144 separate loci reproduce almost exactly the known genealogical relationships among these 24 strains. Partitioning these loci into structured subsets representing loci coding for proteins, the immune system and endogenous viruses give incongruent phylogenetic results. The gene tree based on protein loci provides an accurate picture of the genealogical relationships among strains; however, gene trees based upon immune and viral data show significant deviations from known genealogical affinities.     

不同物种ATGL基因部分序列的生物信息学分析

[目的]深入了解ATGL基因的遗传多样性以及不同物种ATGL基因间的分子系统进化关系。[方法]应用比较基因组学和生物信息学方法分析了8个物种ATGL基因的遗传多样性和分子系统进化。[结果]32条基因序列共检测到77个多态位点,发现12种单倍型。各物种间核苷酸歧异度和净遗传距离分别在0.005 48~0.197 37和0.004 39~0.197 37。分子系统进化树结果显示,人、猕猴、黑猩猩之间以及挪威鼠和家鼠之间的亲缘关系较近,而狗、牛与家鼠间的亲缘关系较远。人、家鼠和猪的非同义替换位点数明显高于同义替换位点数。各同源ATGL基因的有效密码子数和密码子偏爱指数分别在27.618~38.016和0.643~0.807。[结论]该结果为进一步研究AT-GL基因的生物学功能和确定动物脂肪沉积及肉质性状的候选分子标记提供了基础资料。