海洋贝莱斯芽胞杆菌Bam-6全基因组测序及生物信息分析

贝莱斯芽胞杆菌Bam-6对柑橘溃疡病等植物病原菌具有较强抗菌活性,同时具有杀灭桃蚜的作用,为挖掘Bam-6特殊功能基因及基因簇,深入研究其抑菌杀虫机制,采用第二代BGISEQ与第三代Pac Bio平台相结合的测序技术对Bam-6进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、共线性分析、次级代谢产物合成基因簇预测和比较基因组分析等。Bam-6全基因组全长为3928774 bp,GC含量为46.53%,共编码3861个ORF,含有86个t RNA基因、27个r RNA、0个s RNA、122个串联重复序列和2个卫星RNA。在NR、Swiss-Prot、eggNOG、GO和KEGG数据库分别注释到基因3840、2156、3485、3319和2721个。同时,生物信息学分析表明此菌株基因组中有12个次级代谢产物基因簇,包括3个未知功能的基因簇、8个相似度较高的抗生素合成基因簇（surfactin、macrolactin H、fengycin、bacillaene、difficidin、bacillibactin、bacilysin和mersacidin）和1个相似度仅为7%...     

哈茨木霉Th-33全基因组序列测定与分析

利用Hiseq2500高通量测序平台对哈茨木霉Th-33全基因组进行序列测定,获得196个scaffolds,共预测了10849个基因,平均长度为1776 bp(GenBank登录号:PRJNA272949)。以GO(gene ontology)数据库对预测出的基因做基因注释,共注释基因6238个;以KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomespathway database)数据库对预测出的基因做基因注释,有6789个基因注释到279条KEGG代谢途径。KEGG富集分析显示,对氨基苯甲酸甲酯降解代谢通路涉及基因最多,有232个基因;其次是双酚降解代谢通路,有206个基因。利用Rfam数据库对基因组序列进行RNA分类预测,共分为25个类别,包含7123个基因,其中涉及基因最多的为转录后修饰、蛋白质翻转和分子伴侣一类。比较了哈茨木霉、深绿木霉、绿木霉以及里氏木霉基因组中重寄生相关的碳水化合物活性酶、蛋白酶及次生代谢相关基因。研究结果有助于深入了解木霉菌的生防机制、推动木霉菌功能基因的挖掘和利用。     

黑肩绿盲蝽的线粒体基因组结构

为研究黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的谱系地理和遗传结构, 本文测定并分析了其线粒体基因组全序列。结果表明:黑肩绿盲蝽线粒体基因组全长16 835 bp (GenBank登录号:OK149286), 包括13个蛋白质编码基因(PCGs), 22个tRNA基因, 2个rRNA基因和1个非编码区, 呈闭合双链环状DNA分子结构。线粒体基因组中A+T含量高达76.8%, G+C含量为23.2%, 呈现明显的AT偏向性; 13个蛋白质编码基因均以通用密码子ATN作为起始密码子; 蛋白质编码基因中呈现出明显的氨基酸偏好性, 异亮氨酸含量占比最高, 为10.78%; 22个tRNA基因中有21个tRNA形成典型的三叶草式二级结构; 系统发育树显示, 盲蝽科的11个种聚为两大分支, 黑肩绿盲蝽以99％的自展支持率位于其中的一个分支内。本研究结果将为黑肩绿盲蝽作为天敌昆虫来防治水稻害虫提供帮助。     

瓜类褪绿黄化病毒山东分离物全基因组序列扩增及分析

为明确分离自山东省寿光市甜瓜上的瓜类褪绿黄化病毒(cucurbit chlorotic yellows virus,CCYV)分离物的全基因组序列信息和遗传变异情况,利用毛形病毒属Crinivirus简并引物进行RTPCR检测,利用RACE技术结合RT-PCR方法克隆CCYV山东分离物2条RNA链的全基因组序列,通过与GenBank中其它地区CCYV分离物的全长序列进行比对分析其同源性,并基于CP基因序列构建系统进化树分析其遗传变异情况。结果表明,山东分离物经RT-PCR检测和测序后确定为CCYV。CCYV山东分离物与其它CCYV分离物的RNA1链和RNA2链的全基因组序列一致性的平均值分别为99.82%和99.88%,且2条链的5′末端均比较保守,没有碱基突变的情况发生;RNA1链3′末端存在2个碱基变异,RNA2链3′末端存在1个碱基变异。CCYV不同地区分离物主要分为3个簇群,其中山东分离物和中国其它地区分离物、日本分离物、苏丹分离物、黎巴嫩分离物和塞浦路斯分离物聚类在一起。研究表明CCYV基因组序列比较保守,该病毒的分化可能与地理来源存在一定的相关性。     

假茄科雷尔氏菌菌株RSCM的全基因组测序及基因组比较分析

为丰富假茄科雷尔氏菌Ralstonia pseudosolanacearum基因组数据库并探索其致病机理,以前期从南瓜上分离的菌株RSCM为研究对象,采用第二代Illumina平台与第三代PacBio平台相结合的测序技术对其进行全基因组测序,利用SMRT Link、Arrow和eggNOG等软件对测序得到的原始数据进行组装、拼接和注释,并通过比较基因组方法分析其与菌株GMI1000的差异。结果表明,菌株RSCM基因组大小约为6 000 712 bp,由3 788 542 bp的环形染色体和2 212 170 bp的环形宏质粒组成,含有5 047个编码基因,其中分别有3 579、4 240、3 171个基因获得GO、COG和KEGG数据库的注释;在菌株RSCM基因组中预测到58个tRNA、4个5S rRNA、4个16S rRNA、4个23S r RNA和4个ncRNA,含有5个前噬菌体序列和35个基因组岛。ANI分析发现研究对象与菌株GMI1000的亲缘性最近,ANI值为99.0%;基因组对比分析结果显示,与菌株GMI1000相比,菌株RSCM中存在易位、倒置、易位兼倒置的基因有571个...     

桃蚜基因组DNA提取及SSR反应体系优化和应用

针对蚜虫体型微小,体表有外骨骼等特点对改进的醋酸钾（KAC）法作了优化,优化后的方法可在常温条件下更加简易和有效地提取高质量的单头蚜虫基因组DNA,结果表明,DNA样品的A260/280值普遍在1.6～1.9之间,电泳检测基因组DNA纯度和完整性较好。同时在20 μL的反应体系中将PCR的5个主要成分分别设定10个浓度梯度,研究了适合桃蚜SSR分子标记的优化体系,结果表明,最适宜的优化浓度分别为：1.5 mmol/L Mg2+,0.25 mmol/L dNTP,1.0U Taq酶,40 ng/μL模板DNA,25 ng/μL引物。利用甘肃省酒泉地区马铃薯桃蚜来验证此优化体系,30%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测结果显示,扩增产物大多在100～300 bp,多态性高,且反应体系的稳定性和可重复性好。     

干旱半干旱地区蓼科4属植物的系统发育关系研究

提取蓼科木蓼属（Atraphaxis）、沙拐枣属（Calligonum）、翅果蓼属（Parapteropyrum）和双翅果蓼属（Pteropy-rum）蓼科4属植物的总DNA,通过聚合酶链式反应（PCR）,扩增其叶绿体基因片段atpB-rbcL。atpB-rbcL基因间区长约900 bp,已被广泛应用于属间系统发育关系...     

甜菜西方黄化病毒两个山东辣椒分离物全基因组扩增及序列分析

 通过RACE和RT-PCR技术相结合的方法,在山东省潍坊市和济宁市辣椒上克隆出2个甜菜西方黄化病毒(beet western yellows virus,BWYV)的全基因组序列,基因组全长均为5 699 nt。与GenBank比对发现,2个分离物的5′UTR(Untranslated region,UTR)变异程度小、相对比较保守,而3′UTR变异程度大、为突变热点区域。潍坊、济宁两地分离物与GenBank中该病毒的全基因组序列相似度平均值分别为89.89%和89.72%。系统进化树分析发现BWYV亚洲地区的分离物聚类在3个不同的组别,本研究克隆的2个山东分离物和3个日本分离物(LC428355、LC428356、LC428357)、2个韩国分离物(LC198684、KM076647)聚在一组,而美国分离物与法国分离物聚在其他分支,表明该病毒的进化存在地理相关性。这是首次对BWYV中国辣椒分离物的全基因组序列克隆,丰富了BWYV的序列信息,有助于进一步了解该病毒种群的遗传进化关系。     

基于全基因组编码区序列的烟草花叶病毒分子进化分析

为揭示烟草花叶病毒分子进化特征,从GenBank中下载已报道的烟草花叶病毒全基因组编码区序列,进行重组、系统发育、遗传变异、种群结构和基因漂流等分析。结果表明:突变和负选择作用是驱动烟草花叶病毒进化的主要作用力,种群结构稳定,处于扩张趋势中,基因变异程度低,重组在烟草花叶病毒分子进化中作用不明显。烟草花叶病毒不同分离物形成3个有一定地理相关性的种群ChinaⅠ、ChinaⅡ和Europe。欧洲分离物核苷酸序列多样性比中国的差异大,Europe和ChinaⅠ种群可能受到遗传漂变影响,Europe与ChinaⅡ、ChinaⅠ与ChinaⅡ之间存在发生基因交流的渠道。     

甜菜西方黄化病毒两个山东辣椒分离物全基因组扩增及序列分析

 通过RACE和RT-PCR技术相结合的方法,在山东省潍坊市和济宁市辣椒上克隆出2个甜菜西方黄化病毒(beet western yellows virus,BWYV)的全基因组序列,基因组全长均为5 699 nt。与GenBank比对发现,2个分离物的5′UTR(Untranslated region,UTR)变异程度小、相对比较保守,而3′UTR变异程度大、为突变热点区域。潍坊、济宁两地分离物与GenBank中该病毒的全基因组序列相似度平均值分别为89.89%和89.72%。系统进化树分析发现BWYV亚洲地区的分离物聚类在3个不同的组别,本研究克隆的2个山东分离物和3个日本分离物(LC428355、LC428356、LC428357)、2个韩国分离物(LC198684、KM076647)聚在一组,而美国分离物与法国分离物聚在其他分支,表明该病毒的进化存在地理相关性。这是首次对BWYV中国辣椒分离物的全基因组序列克隆,丰富了BWYV的序列信息,有助于进一步了解该病毒种群的遗传进化关系。     

叶绿体介导的植物抗病毒防卫反应及病毒的反防御机制研究进展

植物拥有复杂且精密的免疫系统以识别并应对各种病原物的侵染, 保护自身免受侵害。叶绿体作为高等植物特有的细胞器, 不仅能通过光合作用为细胞提供碳源和能量, 还是植物细胞内活性氧、钙离子信号、水杨酸和茉莉酸等免疫分子产生的重要场所。近年来, 越来越多的研究表明, 叶绿体介导的免疫反应在抵抗植物病毒侵染过程中发挥了重要作用。本文综述了叶绿体免疫反应在抵抗病毒侵染过程中的作用及病毒如何通过与叶绿体互作来抑制叶绿体免疫反应, 展望了该领域未来的研究方向。     

甘蔗花叶病毒2个山东分离物的全基因组序列分析

甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)是引起我国玉米矮花叶病的主要病毒。本文从山东泰安采集到2个表现矮花叶症状玉米样品的分离物(命名为DWK1和DWK2),通过RT-PCR扩增全基因组片段并测定了其序列(GenBank登录号分别为KU171814和KU171815)。序列分析结果表明,DWK1和DWK2基因组全长分别为9 575和9 576个核苷酸(nucleotides,nt),开放阅读框均为9 192 nt,编码3 063个氨基酸的多聚蛋白。DWK1和DWK2的全基因组核苷酸一致率为81.7%,DWK1与山西分离物SX(AY569692)的核苷酸一致率最高,为90.9%;DWK2与河北分离物BD8(JN021933)核苷酸一致率最高,达99.4%。二者在系统进化树中分别被聚类到Ⅰ组和Ⅳ组。重组分析发现,DWK1是HN(AF494510)、Guangdong(AJ310105)和BD8 3个分离物的重组体。选择压力分析表明,SCMV 11个蛋白的dN/dS值都小于1,均处于负选择,但在P1、P3和CP中存在正选择位点。本研究结果可为甘蔗花叶病毒株系的监测及防控提供理论指导。     

基于全线粒体基因组的草地贪夜蛾系统地位探究及其防控建议

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种重要的世界性害虫,2019年1月传入我国云南。草地贪夜蛾可以为害玉米、高粱、水稻等350余种植物,给我国农林生产带来巨大威胁。随着测序技术的飞速发展,全线粒体基因组越来越多地被应用到昆虫学研究领域。本研究以灯蛾科2种昆虫作为外群,基于全线粒体基因组数据,重建了夜蛾科22种昆虫的系统发育关系,对草地贪夜蛾的系统发育地位进行了探究。研究结果发现草地贪夜蛾与斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的亲缘关系最近,与斜纹夜蛾构成姐妹群关系。研究结果为未来的草地贪夜蛾的防控研究提供了理论基础,同时为草地贪夜蛾的防控方法提出了一些建议。     

甘薯G病毒吉林分离物的全基因组序列测定与分析

利用RT-PCR结合RACE方法,从感染SPVG的甘薯叶片中获得甘薯G病毒吉林分离物Jilin-gzl的全基因组序列。测序获得的Jilin-gzl分离物(GenBank No.Mk392509)基因组为10 797 nt。该病毒基因组含有一个10 464 nt的开放阅读框,编码由3 488个氨基酸构成的多聚蛋白。在P1和P3基因中也发现了由移码翻译产生的PISPO蛋白和PIPO蛋白。比对分析显示,在开放阅读框水平上Jilin-gzl与6个不同分离物核苷酸序列一致性为79%～99%,氨基酸一致性为92%～99%,其中与SC11、IS103、HG167和Jesus_Maria分离物一致性最高,与WT325和AI一致性最低。系统发育分析显示,Jilin-gzl与HG167和WCFR11系统发育关系最近,与中国台湾地区分离物WT325系统发育关系较远。这是中国大陆地区关于SPVG分离物全基因序列的首次报道,同时也是首次在中国东北地区发现SPVG。该研究探明了Jilin-gzl分离物的基因结构,系统发育关系,丰富了SPVG基因组序列信息,为后续开展SPVG种群的遗传进化及功能研究奠定了基础。     

基于全基因组序列的黄瓜绿斑驳花叶病毒重组和系统发育分析

 通过RT-PCR扩增了黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)济南分离物(CGMMV-JN)的基因组片段。序列测定结果表明CGMMV-JN基因组全长6 424核苷酸(nt),5′-和3′-UTR分别为60和176 nt,含有4个ORF,分别编码129 kDa和186 kDa复制酶相关蛋白、29 kDa移动蛋白及17.4 kDa外壳蛋白。CGMMV-JN与另外29个CGMMV分离物全基因组核苷酸序列一致率为90.0%~99.7%。重组分析发现韩国KOM(AF417243)、以色列EC(KF155231)、印度(DQ767631)和我国河北的CHB(KJ658958)4个分离物在RdRp编码区存在重组。系统发育分析结果表明,这些分离物可分成3个组。选择压力分析结果表明cp基因处于正选择,其它基因处于负选择。本文研究的结果为黄瓜绿斑驳花叶病毒的监测及防控提供了理论依据。     

玉米MYB转录因子靶基因的全基因组预测及验证

MYB转录因子参与调控植物的生长发育及逆境应答过程。为预测MYB靶基因,本研究将Hex DIFF算法与支持向量机结合,根据已验证的MYB识别位点的核心序列及其侧翼序列构建分类模型,在玉米全基因组范围内预测MYB靶基因及其启动子。结果表明,共预测到435个MYB结合位点,其下游的424个基因判定为MYB靶基因,涉及众多生长发育过程。为验证预测结果,经凝胶迁移实验检测玉米MYB-IF25蛋白与30个预测位点的体外结合,结果有27个预测位点可以与MYB-IF25蛋白互作。GUS瞬时表达实验表明,渗透胁迫下,预测的MYB逆境相关靶基因启动子能够启动GUS基因表达,说明其具有启动活性。以上结果证明,此预测方法可靠性高,可为预测转录因子靶基因提供借鉴。     

油桃茎痘相关病毒中国分离物基因组的分子特征分析

为明确我国油桃茎痘相关病毒(nectarine stem-pitting-associated virus,NSPaV)基因组的分子特征,利用RT-PCR和RACE技术对NSPaV中国分离物NSPaV-T04基因组进行克隆,采用最大似然法对得到的NSPaV基因组序列和GenBank中的5条NSPaV基因组序列构建系统发育树,应用RDP软件对NSPaV基因组序列进行重组分析。结果表明:中国分离物NSPaV-T04基因组序列全长为4 991 nt,包括4个开放阅读框(open reading frame,ORF),其中ORF1与ORF2共同编码1个RdRp P1-P2融合蛋白,ORF3编码1个CP,ORF5与ORF3共同编码CP通读蛋白。系统发育树和序列比较分析结果显示,中国分离物NSPaV-T04(MN095353)与美国分离物NSPaV/12P42(KT273410)的亲缘关系最近,核苷酸序列同源性最高,为96.4%;NSPaV-T04的RdRp P1变异较大,与GenBank中5条NSPaV基因组核苷酸序列的同源性为90.5%~96.1%,CP较为保守,核苷酸序列的同源性为96.6%~98.7%。重组分析结果显示,中国分离物NSPaV-T04为鉴定的一个重组体(韩国分离物SK)的亲本序列,表明中国分离物NSPaV-T04可能是一个实际的重组体。     

水稻矮缩病毒基因组及毒粒三维结构的研究进展

水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus,RDV)为双层壳、二十面体的双链RNA病毒,是水稻的重要病原物之一.文中比较了RDV中国福建分离物与日本分离物基因组各片段核苷酸序列的相似性,发现RDV两个不同分离物基因组相应片段的相似性均在92%以上,最高可达96%;分析了相应基因组片段编码的结构蛋白P1、P2、P3、P5、P7、P8及以前一直被认为是非结构蛋白的P9和非结构蛋白Pns4、Pns6、Pns10 、Pns11和Pns12在RDV复制、组装过程中的功能;回顾了RDV粒子三维结构的研究概况,对RDV粒子内、外层衣壳的晶体学结构作了较详细的描述;简要介绍了RDV复制与组装的机制,发现核心蛋白与dsRNA间相互作用成为一个单元是病毒RNA的分拣及包装到病毒粒子核心内的可能机制.同时,指出基于PDR的植物抗病毒基因工程在水稻矮缩病毒防治上的可能性.     

干旱胁迫对3种苹果属植物叶片解剖结构、微形态特征及叶绿体超微结构的影响

采用树脂包埋块半薄/超薄切片技术,通过光镜（LM）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）方法,研究了轻度、中度和严重干旱胁迫对楸子（Malus prunifolia）、新疆野苹果（M. sieversii）和平邑甜茶（M. hupehensis）叶片组织解剖结构、表皮微形态特征（气孔密度、大小及角质层厚度）及叶绿体超微结构的影响。光镜观察结果表明,与对照相比,干旱胁迫条件下3种苹果属植物叶片厚度、栅栏组织厚度及叶肉组织结构紧密度（CTR）都显著减小（P＜0.05）,而海绵组织厚度与叶肉组织结构疏松度（SR）均显著增加（P＜0.05）。扫描电镜观察结果显示,3种苹果属植物幼叶气孔密度在干旱胁迫下显著增大（P＜0.05）,而气孔宽度、开张比及其开张度明显下降。透射电镜观察结果表明,在干旱胁迫下,楸子和新疆野苹果上下角质层厚度逐渐增加,而平邑甜茶的随干旱胁迫程度增加呈先增后减的变化;在轻度和中度水分胁迫下,叶绿体膨胀变形,淀粉粒变小消失,基粒片层排列松散减少,类囊体腔扩大;在严重胁迫条件下,叶绿体膨胀近圆形,叶绿体膜破裂,类囊体严重泡化开始解体。与平邑甜茶相比,严重水分胁迫下楸子和新疆野苹果叶绿体超微结构损伤较小,能较好地保持细胞结构的完整性。