基于coxⅠ、ITS和rbcL基因序列的马尾藻系统进化分析

本研究以海南省青葛港马尾藻属(Sargassum spp.)为研究对象,利用coxⅠ(细胞色素C氧化酶亚基I)、ITS (内转录间隔区)序列及rbcL (1, 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基) 3种DNA条形码分析马尾藻属遗传进化关系。结果表明,(1)基于形态鉴定及利用coxⅠ、ITS和rbcL三种DNA条形码进行分子鉴定的方式鉴定出9种海南省青葛港常见马尾藻属物种;(2)利用rbc L基因扩增出DNA序列的GC含量最低(32%),ITS基因扩增的DNA序列GC含量最高(59%),且在不同样本间ITS扩增的DNA序列GC含量差异最大,在57%～59%之间;(3) coxⅠ条形码序列可聚为两类,其中6个几乎不存在遗传距离,且5个样本间的遗传距离均小于50;从rbcL条形码序列的聚类结果看来,除了RQL3之外,其他样品聚为一类,6个样本间的遗传距离均小于50。ITS条形码序列聚类的结果显示,9种马尾藻样本可聚为两类,马尾藻样本之间均存在一定的遗传距离。研究认为,青葛港海域马尾藻种内变异丰富,同一属的样品表现出很好的属内种间多样性;在分析青葛港马尾藻的遗传进化时利用ITS基因比其他两种...     

基于nrDNA ITS序列的榧树属植物鉴定及亲缘关系分析

为评价nrDNA ITS序列对榧树属(Torreya)植物的鉴定能力,本研究利用ITS序列和4种不同的分析方法(BLAST比对, K2P遗传距离, SNP位点分析及邻近NJ树)对榧树属植物进行物种鉴定,建立系统进化树讨论其亲缘关系。结果显示,48条ITS序列长度为1 095～1 105 bp,种内平均遗传距离为0.001 6,种间平均遗传距离为0.015 0。在物种水平,BLAST比对和NJ树对榧树属植物鉴定效率最高,SNP位点分析可有效鉴定香榧和榧树。亲缘关系分析显示,榧树属其他各种均呈单系分支,但云南榧树与巴山榧树在聚类树中聚为一支,表明二者亲缘关系极近,为近年提出云南榧树并入巴山榧树提供了核基因组序列的佐证。本研究表明ITS序列可作为榧树属物种鉴定的DNA条形码,为榧树属物种鉴定和系统关系提供参考。     

基于清风藤属植物DNA条形码的叶绿体序列筛选

基于叶绿体基因matK、psbK-psbI、psbA-trnH序列分析9种清风藤属植物DNA条形码可行性。结果表明,清风藤属3条叶绿体基因中,matK序列最长(805 bp);psbA-trnH序列的GC含量最低(29.7%),变异位点数(46)与简约信息位点数(32)最多。种间变异顺序为:psbA-trnHmatKpsbK-psbI;种内变异顺序为:psbA-trnHpsbK-psbImatK。遗传距离分析、barcoding gap分析与Wilcoxon秩和检验分析结果显示,在9种清风藤属植物中,只有psbA-trnH序列种内最大变异小于种间最小变异,matK序列种间差异较大。从系统进化树分析结果看,3条序列均可以区分部分物种,matK序列鉴定效率较高。因此,3条序列均不适合单独作为该属植物的DNA条形码。在后续的研究中,建议以matK作为DNA条形码辅助序列与其它候选序列进行联合分析,以提高清风藤属DNA条形码鉴定效率。     

南水北调东线6个湖泊铜锈环棱螺遗传多样性与遗传结构分析

为评价调水工程对输水沿线湖泊水环境生态的影响，以高原湖泊滇池群体作对照，以南水北调东线各水域：东平湖、南四湖（微山湖）、骆马湖、洪泽湖、高邮湖、长江（扬州江都区）水域野生铜锈环棱螺为材料，基于COI和16S rRNA基因分析了各群体的遗传多样性与系统发育关系。结果显示，滇池群体单倍型多样性(0.924,0.958)、核苷酸多样性(0.04466,0.03068)、平均核苷酸差异数(27.333,14.117)均远高于南水北调东线6个群体。Tajima’s中性检验结果均不显著偏离中性(P>0.10)，核苷酸配对差异分布图并不呈现明显的单峰。滇池与东线6个群体遗传距离远远大于6个群体间遗传距离。聚类结果显示，南水北调东线6个群体大部分个体相互混杂在一起，而滇池群体的大部分个体集中在一起，与其他群体偶有混杂。研究表明，调水工程对沿线水域铜锈环棱螺的遗传多样性与遗传结构均产生了影响。     

基于ITS和trnL-F序列的具有优良性状蕉类资源的遗传结构分析

为了构建广西具有优良性状的蕉类遗传结构,本研究收集了广西7个不同地理来源的5大种类具有优良性状的蕉类资源,利用PCR技术将这些蕉类资源细胞核DNA的ITS序列及叶绿体DNA的trnL-F序列进行扩增和测序,并对测序所获得的序列进行STRUCTURE分类、PCoA排序、AMOVA分析、群体遗传分化(F_ST指数)及基于NJ树和UPGMA树的聚类分析,进一步研究蕉类资源遗传变异分布和遗传变异水平。STRUCTURE结果显示:当K=2时,Delta K出现了最高的峰值,即将个体分为2个类别最合适,大蕉中的多数和野蕉中的少数可归为第一类,所有粉蕉、鸡蕉、香蕉和大多数的野蕉归为第二类。PCoA排序图显示粉蕉虽然个体数量较多,但是遗传多样性较低,而大蕉和野蕉具有较高的多样性。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内的个体间,方差占总和的63.088%,品种间的遗传变异大于品种内群体间的遗传变异,方差分别占总和的27.676%和9.236%。遗传分化非常大(F_ST>0.25)且P<0.05的群体绝大多数在不同蕉类型之间。NJ树和UPGMA树同样显示不同蕉类型之间的群体遗传距离较远。以上结果表明野蕉存在的历史最久,积累了大量的遗传变异;在人工杂交育种时,不同蕉之间的交配可能产生更多的具有遗传多样性的后代;具有育种潜力性状的粉蕉分布在遗传关系非常近的一个群体内,今后的资源收集时应该更加注重对某个粉蕉群体的详尽调查以发现更多的可利用性状。研究结果有助于对广西具有优良性状的蕉类资源的蕴藏状况和遗传潜力进行评估,为进一步的育种学应用奠定基础。     

稗属植物DNA条形码研究

为评估DNA条形码在稗属植物鉴定中的有效性,选取核DNA条形码序列ITS和ETS及叶绿体DNA条形码序列psbA、trnL-F和matK作为候选序列进行了分析。本研究对无芒稗、稗、长芒稗和细叶旱稗4种稗属植物的不同DNA条形码序列进行了扩增、测序,并分析了不同候选条形码序列的特征。结果显示,matK序列变异位点占比最高(3.6%),ETS序列最低(1.7%);psbA序列种间变异最大,matK序列种内变异最大;邻接树分析显示,条形码序列ITS、ETS、psbA、trnL-F和matK均可以区分出长芒稗,支持率均大于80%;此外,ITS序列将无芒稗和稗聚于同一支,可以区分出细叶旱稗。因此,建议ITS作为鉴别稗属植物潜在的DNA条形码序列。     

环境DNA宏条形码技术应用于溪流和水库鱼类物种多样性监测的敏感性和有效性评估

环境DNA宏条形码(Environmental DNA metabarcoding, eDNA metabarcoding)技术在调查鱼类物种丰度和多样性方面具有快速、高效、环境友好等优势,但其敏感性和有效性需进一步评估。本研究选择位于瓯江水系上游一级支流松荫溪发源地的高碧溪和成屏水库作为调查水域,分别利用传统捕捞方法和eDNA宏条形码技术对2个水域的鱼类物种进行调查。结果表明：捕捞方法在2个水域共发现鱼类24种,88%鱼类物种（21种）在瓯江水系有记录,其中高碧溪采集到鱼类12种,隶属于4目8科11属,成屏水库采集到鱼类16种,隶属于3目4科14属。eDNA宏条形码技术在2个水域共检测到鱼类31种,有84%的物种（26种）在瓯江水系有记录,其中高碧溪共检测出28种,隶属于5目12科25属,成屏水库共检测出27种,隶属于6目11科25属。然而,2种调查方法在溪流中共同发现的鱼类仅1种,在水库中共同发现的鱼类也只有5种。此外,高碧溪Shannon多样性指数、Simpson多样性指数、Margalef丰度指数以及Pielou均匀度指数均高于成屏水库,且2种调查方式得出的结论较为一致。由此可...     

剑麻种质资源DNA条形码遗传多样性分析

剑麻是重要的国防和工业战略物资,准确和快速鉴别剑麻种质对于剑麻品种选育具有重要意义。本研究对82份剑麻种质资源中的rbcL和matK的DNA条形码编码区进行测序,分析了rbcL和matK的NJ聚类图、条形码序列多样性以及碱基替换概率。结果显示,rbcL序列GC含量为42.97%,matK序列GC含量为30.55%;matK DNA条形码差异位点数和位点变异率明显高于rbcL DNA;NJ聚类图显示,rbcL序列可将82个剑麻种质分为6个亚群,而matK序列可将82个剑麻种质分为8个亚群,群内每种剑麻种质与其他种质之间均存在一定的遗传距离;差异位点数、位点变异率、核苷酸多样性、中性检验统计等序列多样性结果表明,matK序列的差异性明显高于rbcL序列;rbcL序列和matK序列的碱基发生了不同程度的转换和颠换,碱基转换主要发生在T与C之间,而C和G碱基之间比较保守,发生的颠换概率最低。综上所述,matK序列在剑麻种质中遗传多样性更高,更适用于剑麻种质鉴别。     

比克氏棉及其杂种后代的RAPD分析

 将（亚洲棉×比克氏棉）F₁加倍,再与陆地棉、海岛棉、（陆地棉×夏威夷棉）、（陆地棉×黄褐棉）杂交,获得三种杂种与四种杂种。本研究用RAPD技术对种间杂种及其亲本进行了分析,结果表明：（1）15个引物对参试材料总共扩增出127条DNA带,其中有102条多态性带,占80.3 %;（2）在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带;（3）利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析,结果表明,所有的参试材料聚为三大类。研究结果充分验证了杂种的真实性。     

尼罗罗非鱼MHC IIB基因多态性及其与链球菌病抗性的关系

为了解MHC IIB基因多态性与尼罗罗非鱼链球菌病抗性的相关关系,本研究用2b-snp-sf和2b-snp-sr引物分别从尼罗罗非鱼40尾感病个体和40尾抗病个体的基因组DNA中扩增MHC IIB基因片段,扩增产物长度为775~797 bp。在775~797 bp核苷酸序列中,抗病群体的多态核苷酸位点有265个（33.2%）,感病群体中有255个（31.9%）。在该扩增片段编码的101个氨基酸位点中,抗病群体与感病群体分别有32个和33个多态位点。对80个个体的441个阳性克隆测序,发现有7种不同的MHC IIB等位基因主型,编码7个不同的氨基酸序列。大部分等位基因是两个群体共有的。等位基因Orni-DAB＊0201和Orni-DAB＊0401在抗病群体中出现的频率（15.5%、5.6%）显著高于在感病群体中出现的频率（7.4%、1.8%）,而等位基因Orni-DAB＊0501和Orni-DAB＊0601只出现在抗病群体。抗病群体中70%的个体出现2~4个等位基因,30%的个体出现1个等位基因;感病群体中42.5%的个体出现2~4个等位基因,57.5%的个体只出现1个等位基因。这提示个体中等位基因数量的多少与其对链球菌病的抵抗力有着明显的关系。个体中具有的MHC IIB等位基因数越多、抗病力越强。本研究结果为抗病尼罗罗非鱼选育奠定了基础。     

基于COI及28SrDNA序列分析的扶桑绵粉蚧地理种群的遗传分化研究

扶桑绵粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley)为危害棉花等经济作物安全生产的一种重要检疫性害虫。本研究分析了我国扶桑绵粉蚧6个地理种群(江苏、安徽、湖北、浙江、广东、广西)线粒体COI及核基因28S rDNA序列,结合中国海南、印度、巴基斯坦、美国地理种群的数据,分析了其可能的遗传分支。结果表明:扶桑绵粉蚧COI有7个单倍型,地理种群间显示出较小的遗传差异;28S rDNA序列在已测的中国六个地理种群中的结果高度保守,从核基因角度佐证了该种可能尚未出现种间分化。基于网络关系进化图、系统进化树分析得出扶桑绵粉蚧存在两个隐存谱系:((中国+印度+巴基斯坦)+美国加州)支系和美国佛罗里达支系;其中安徽及江苏种群应与入侵印度及巴基斯坦的支系为同一遗传支系。该研究结果可为探寻我国扶桑绵粉蚧的遗传进化和可能入侵途径提供参考。     

利用Brn1基因分析嘴突脐孢种（Exserohilum rostratum）内变异研究

对形态变异特征较大的嘴突脐孢种Brn1基因核苷酸序列系统发育进行了分析。从系统发育树中可以看出，供试菌株与突脐孢属的其它菌种聚类在同一个分支上，与弯孢属和离蠕孢属的菌种明显区分开，形成了一个独立演化群。利用DNADIST程序计算遗传距离矩阵分析所有供试嘴突脐孢种菌株间的最小遗传距离值和最大遗传距离值分别为0.0078和0.0197，供试嘴突脐孢种菌株间的遗传距离值变化较大，但该种菌株间距离值小于系统树中种内最大遗传距离值0.0242。这一结果表明嘴突脐孢种内不同菌株间的变异属于种内变异。Brn1基因核苷酸序列分析可以用于嘴突脐孢种鉴定。     

甘蓝KAPP编码基因的克隆与序列分析

采用PCR、RT-PCR及其他分子生物学方法,以甘蓝基因组DNA、花蕾RNA和叶片RNA为模板,分别对甘蓝KAPP gDNA和KAPP cDNA进行扩增,分别获得3247bp的KAPP gDNA片段、1699bp的KAPP cDNA片段、1578bp的花蕾KAPP2 cDNA片段和1581bp的叶片KAPP2cDNA片段。对克隆的甘蓝KAPP gDNA和cDNA(结合报道的KAPPcDNA)进行比对表明,甘蓝KAPP基因包含11个内含子,均符合"GU-AG"剪接规则,并且克隆得到的KAPP cDNA序列与报道的KAPP cDNA序列有6处单个碱基的差异,但两者的氨基酸序列完全一致。然而花蕾KAPP2 cDNA、叶片KAPP2 cDNA片段与报道的KAPP cDNA序列相似性分别为85.2%和85.0%。这两个序列分别在590bp和593bp处较早出现一个无义突变引起的终止密码子。Blast分析表明,两基因编码的氨基酸序列与拟南芥KAPP氨基酸序列相似性最高,其次为甘蓝KAPP氨基酸序列。以已报道的8种植物KAPP的CDS及本实验所克隆的两个KAPP2序列构建分子进化树,获得序列与甘蓝KAPP序列聚为一支。结合比较作图及分子进化树,推测KAPP基因在甘蓝基因组上有两个拷贝,而笔者克隆到的KAPP2 cDNA序列是其中一个拷贝,是KAPP进化过程中突变失活的拟基因。     

Comparison of RAPD, STS, ISSR and AFLP molecular methods used for assessment of genetic diversity in hop (Humulus lupulus L.)

CoxI genomic and cDNA sequences from gymnosperms and angiosperms were used to study the effects of RNA editing on gene evolution and phylogenyre construction. In six gymnosperms harboring edited coxI gene the number of nucleotide substitutions at 1^st, 2^nd and 3^rd codon positions was similar. In contrast, in angiosperms, the number of nucleotide substitutions at 1^st and 2^nd codon positions was much lower than at the 3^rd. The coxI gene in long-lived gymnosperms evolved much faster than in annual angiosperms. This accelerated rate of nucleotide substitution in gymnosperms is due to accumulation of T-C substitutions at edited sites that can randomly appear at all three codon positions. Editing predominantly occurred at 1^st and 2^nd codon positions as a result of selection against non synonymous T-C substitutions and other types of mutations. The tree topologies for the investigated species based on genomic DNA data were in concordance with their taxonomic positions. The trees based on polymorphic edited sites agreed with trees derived from complete sequence information. This indicates that edited sites are reliable sources of phylogenetic information especially for species that contain many edited sites. However, the fast evolution rate of coxI gene in gymnosperms has caused the long branches in the phylogenetic trees. The inclusion of the species with a processed paralog i.e., edited form of the coxI gene, affected the topology of phylogenetic trees, especially when the taxon with a processed paralog was closely related to the other species analyzed. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

新疆巴州牦牛Lfcin基因的克隆与分子特征

利用PCR技术首次从新疆巴州牦牛基因组DNA中扩增获得了乳铁蛋白(Lactoferrin,LF)基因exon 2编码区,其中含有乳铁蛋白素(Lactoferricin,Lfcin)基因编码区序列;利用在线生物软件对Lfcin蛋白的结构进行预测.结果表明:克隆获得了含新疆巴州牦牛LF基因exon 2的DNA序列(GenBank:EU547256),共778 bp,其中LF基因exon 2编码区长165 bp,Lfcin基因编码区长75 bp;序列分析显示,克隆获得的牦牛DNA序列与奶牛该序列存在11个碱基的变异;牦牛和奶牛的Lfcin蛋白质序列完全相同,各物种Lfcin蛋白具有较高的同源性;各物种的Lfcin蛋白进化树符合物种进化规律;同源建模预测的Lfcin 3D模型显示,Lfcin为一段由α-螺旋和β-折叠组成的"U型"结构.首次从新疆巴州牦牛品种中克隆获得Lfcin基因编码区全长序列并揭示了其分子特征,为牦牛Lfcin蛋白基因工程和蛋白质功能方面的研究奠定了重要基础.     

苹果SnRK2基因家族的鉴定和生物信息学分析

SnRK2（蔗糖非发酵1型相关蛋白激酶2）是植物特有的一类Ser/Thr 类蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物逆境生理过程中扮演了重要的角色。本文利用隐马可夫模型搜索和系统建树的方法,在苹果基因组中鉴定出了16个SnRK2基因家族成员,然后从系统发生、理化性质、二级结构、motif、C末端序列和EST等方面对其进行了预测和分析,并分析了苹果与拟南芥、水稻、玉米等的SnRK2基因家族之间的关系。结果表明,苹果中鉴定的基因与拟南芥、水稻、玉米所有的SnRK2蛋白一起分成了3个亚族。系统发生、motif和C末端序列分析表明,苹果SnRK2蛋白激酶家族具有较高的保守性。本研究为苹果SnRK2基因家族生物学功能的研究奠定了生物信息基础。     

花生溶血磷脂酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂合成途径的一个关键酶,在植物油脂品质改良和提高种子含油量方面具有重要的应用价值。本研究通过构建花生种子全长cDNA文库,结合大规模EST测序和功能注释,从花生中克隆了溶血磷脂酸酰基转移酶基因,命名为AhLPAT。该基因cDNA全长1 629 bp,对应的基因组序列5 531 bp,由11个外显子和10个内含子组成,内含子剪接方式符合GT-AG剪接规则。根据编码区预测AhLPAT编码一条387个氨基酸组成的多肽,预测分子量为43.2 kD,等电点为9.42。AhLPAT蛋白含有一个典型的酰基转移酶保守功能结构域以及溶血磷脂酰基转移酶相似的保守区域。该蛋白的氨基酸序列与已报道的其他物种LPAT蛋白序列有较高的一致性。AhLPAT与旱金莲、油菜、海甘蓝、蓖麻和拟南芥的LPAT蛋白氨基酸相似性依次为90%、89%、89%、88%和87%。系统进化分析表明,AhLPAT与拟南芥AtLPAT2亲缘关系较近,且同属于内质网型LPAT蛋白。RT-PCR分析表明,AhLPAT基因在花生根、茎、叶、花、果针和种子中均有表达,在花生开花后50~60 d,果针和种子中的表达量最高,且AhLPAT的表达量与花生种子含油量积累速率变化一致,二者显著相关(r=0.63,P<0.05)。推测AhLPAT基因在花生种子油脂合成中起重要作用。     

栀子的psbA-trnH序列分析与鉴别

对栀子的psbA-trnH片段进行PCR扩展、测序,利用MEGA 6.0进行序列分析,计算样本的遗传距离(Pair-wisedistance法)和发育系统树(neighbor-joining法).结果表明,10种栀子属的psbA-trnH序列长度为250～297 bp,A+T平均含量74％,变异位点占24.76％;简约信息位点占6.43％.Pair-wise distance(PW)法计算遗传距离,平均遗传距离为0.058;邻接法(NJ)对栀子属种间的系统发育进行聚类分析,成功鉴别供试样本.psbA-trnH片段可作为栀子属物种分子鉴别的候选序列.     

小麦新品种“成电麦1号”α-醇溶蛋白基因的分离与序列分析

以染色体工程方法培育小麦新品种“成电麦1号”基因组DNA为模板,用小麦种子醇溶蛋白保守引物进行PCR扩增。扩增产物经克隆测序,获得978-1310 bp的6个序列（CD-1、CD-9、CD-11、CD-12、CD-17和CD-21）,其中3个序列（CD-1、CD-12、CD-17）编码284~301个氨基酸的α-醇溶蛋白基因,所编码的氨基酸序列在多聚谷氨酰胺区和重复区出现较大差异,在编码序列的半胱氨酸的数量和位置上,CD-1和CD-12序列具有特殊性。与乳糜泻（celiac disease）病人毒性抗原相关序列的比对结果表明CD-12不具有Glia-α20表位,而CD-1和CD-17序列只具有Glia-α9,Glia-α20的抗原序列。根据已发表的小麦A、B或D染色体组的α-醇溶蛋白基因的序列建立系统树,发现所克隆的“成电麦1号”α-醇溶蛋白基因序列具有特殊性,说明染色体工程方法培育的小麦新品种具有较大的种子蛋白基因变异,这些基因对小麦品质育种的作用值得进一步研究。