獭兔线粒体基因组全序列的测定与分析

通过PCR扩增和TA克隆技术,获得獭兔线粒体基因组全序列,序列全长17 361 bp,碱基组成分别为31.48%A、26.66%C、13.58%G、28.28%T。獭兔线粒体基因组包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop)。在这37个编码的基因中,由轻链(L链)编码的基因9个,它们是ND6基因和8个tRNA基因,其余28个均由重链(H链)编码。其线粒体基因组成与其他兔属动物线粒体全基因组的排列顺序一致,表明兔属动物线粒体DNA进化上有较高的保守性。     

海南岛白唇竹叶青蛇扩散的初步研究

据《中国动物志》记载,海南岛的竹叶青蛇为两个物种,即白唇竹叶青蛇和福建竹叶青蛇。为研究白唇竹叶青蛇在海南岛上的扩散路线,作者采集了海南岛不同方位的标本共12号,PCR扩增其12S、16S、Cyt b、ND_4四个线粒体基因序列,共约1 446 bp,并从GenBank下载了10个个体的Cyt b和ND_4基因序列;通过绘制单倍型的统计简约网络图,进行原始单倍型分析,再绘制扩散路线图。结果显示,采自海南岛西部的单倍型较多,故初步得出结论,白唇竹叶青蛇在岛上很可能自西向东扩散。     

宁乡猪线粒体DNA全基因组研究

本研究通过聚合酶链式反应法测定了宁乡猪全线粒体基因组序列(GenBank收录号:KF472178),结果表明,线粒体DNA的总长度为16690bp,其组成为34.70%A、25.81%T、26.18%C、13.30%G,均为富A+T(60.52%)。它包含了典型的线粒体DNA结构,包括2个核糖体RNA基因、13个蛋白质编码基因、22个转移RNA基因和1个非编码控制区域(D-loop区域)。这些基因的排列方式与长白猪相同。其中除了ND2、ND3、ND4L和ND5的起始密码子是ATA,ND6是ATT,其他蛋白质的起始密码子均为ATG。宁乡猪线粒体全基因组序列为进一步研究其种质特性遗传机制奠定了基础。     

查吾拉牦牛线粒体全基因组序列及系统发育分析

为了解查吾拉牦牛（Bos grunniens）线粒体全基因组结构,对查吾拉牦牛线粒体基因组进行了PCR扩增并测序、组装及注释。结果表明,查吾拉牦牛完整的线粒体DNA为环状分子,全长16 323 bp,其核苷酸组成分别为：A占33.71%,T占27.30%,C占25.78%,G占13.21%,A+T含量为61.01%。总体组成包括22个tRNA基因,2个rRNA基因,13个蛋白编码基因（ND1～ND6、ND4L、COX1～COX3、ATP6、ATP8和CYTB）,以及1个非编码控制区（D-loop）。ND6和8个tRNA基因（tRNA-Ser、tRNA-Pro、t RNA-Glu、t RNA-Tyr、tRNA-Cys、tRNA-Asn、tRNA-Ala和tRNAGln）均编码在轻链上,其余基因编码在重链上。系统发育分析结果表明,查吾拉牦牛与娘亚牦牛亲缘关系较近。综上所述,查吾拉牦牛线粒体基因组全序列可用于进一步研究其起源进化和育种改良。     

四川麻鸭mtDNA全序列的克隆和生物信息学分析

本研究旨在获得四川麻鸭线粒体DNA基因组全序列(mtDNA),为该遗传资源的保护与利用提供参考。研究参照近缘物种线粒体基因组序列,用Primer 6.0设计引物16对,采用PCR克隆测序技术获得四川麻鸭mtDNA基因组序列。结果表明,四川麻鸭mtDNA基因组全长16 604bp,碱基组成为A(29.19%)、C(32.82%)、G(15.79%)、T(22.20%),包含22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和1个非编码控制区(Dloop区)。使用在线软件tRNAscan-SE1.21和RNA structure5.6分析发现,22个tRNA基因是标准的4个恒定臂的三叶草二级结构。对四川麻鸭mtDNA基因组D-loop区序列分析发现含有Poly(c)、TAS、E-box、F-box、D-box、Bird-similarity box及CXB1保守框。用MEGA6.0,采用N-J法基于线粒体D-loop区和全序列做进化树,发现四川麻鸭与隆盛鸭血缘关系最近。     

鸽MX基因的克隆及序列分析

本实验利用干扰素诱导剂Poly(I:C)诱导鸽成纤维细胞,提取细胞总RNA,根据Gen Bank中公布的鸽基因组序列设计特异性引物,采用RT-PCR方法扩增白卡奴鸽MX基因全长编码区序列。结果表明:白卡奴鸽MX基因编码区长2 106 bp,编码701个氨基酸残基,推测蛋白分子量大小为79.7 ku,等电点为6.37;通过与Gen Bank中已登录的脊椎动物MX基因序列对比,核苷酸序列的同源性为54.0%~78.0%,氨基酸序列的同源性为41.3%~69.3%。本实验成功克隆了白卡奴鸽MX基因,证实其编码的蛋白具有脊椎动物MX基因共有的结构特征,为进一步研究白卡奴鸽MX基因的抗病活性及其作用机制奠定了基础。     

猪核线粒体假基因的分布特征研究

核线粒体假基因(NUMT)是线粒体DNA插入到核基因组中的DNA片段。目前,已经发现越来越多的真核生物基因组存在线粒体假基因现象。猪线粒体假基因在核基因组中的分布尚未见报道。研究通过猪线粒体基因组全序列与核基因组全序列进行比对,由BLAST程序鉴别出132个NUMT。结果表明:这些NUMT的大小在37～4 453bp,其中90%的NUMT长度处于40～1 000 bp的范围内,NUMT与相应的线粒体DNA片段之间的同源性数值范围为66%～100%。此外,鉴定出的NUMT序列几乎涵盖了包括线粒体DNA控制区在内的全部线粒体基因组,包括30个完整的线粒体基因,分布于猪的1、4、5、7、11、13、14、15、17号染色体上,近50%的NUMT定位在14号染色体上。     

家养山鸡线粒体基因组全序列测定及其结构分析

采用PCR方法测定家养山鸡线粒体基因组全序列并进行数据分析。结果显示,家养山鸡线粒体基因组序列全长16 694 bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个D-Loop区。基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构都与绝大多数鸟类相同或相近。家养山鸡线粒体基因组碱基组成分别为A 30.62%、T 25.27%、C 30.87%、G 13.24%,总(A+T)含量为55.89%。除COⅠ基因的起始密码子是GTG,其余12个蛋白质编码基因的起始密码子都是ATG。tRNA基因核苷酸长度为65~78 nt,12 S rRNA和16 S rRNA基因分别为966 nt和1 621 nt。     

带属绦虫线粒体基因组全序列生物信息学分析

通过利用生物生物信息学方法分析带属绦虫线粒体DNA(mtDNA)碱基组成、基因结构、密码子利用、基因变异及其在分子系统进化研究中的应用价值等,以期为带属虫种线粒体功能基因组学研究、分子分类学研究及其疾病诊断提供重要依据。从NCBI GenBank中下载已测序的6种带属绦虫线粒体基因组(mt genome)全序列,以细粒棘球绦虫mtDNA序列作为参考序列(外群),用ClustalX软件(1.83)(http://www2.ebi.ac.uk/clustal w/)进行多重序列比对,用DNAStar软件进行序列差异性分析,用MEGA4软件的邻接法(Neighbor-joining method)构建进化树,核苷酸进化距离算法用最大似然法(Maxi mumlikelihood method),氨基酸进化距离算法用泊松校正法(Poissoncorrection method),进化树检验用自展法(Bootstrap test)。tRNA和2个非编码区RNA二级结构预测分别使用软件ARWEN和RNAstructure Version 4.6。结果显示,带属绦虫mtDNA为双链闭环分子,为13.3~13.7 kb;4种碱基成分中,T含量最高(超过47%),C含量最低(低于9%);共有36个按照相同顺序排列的编码基因,其中蛋白质编码基因有12个,tRNA编码基因有22个(其中编码丝氨酸-tRNA和亮氨酸-tRNA的基因有2个,其余18种tRNA分子各有1个),rRNA编码基因有2个(包括1个大亚基和1个小亚基)。基因组结构紧凑,基因间存在重叠区域,如nad4L和nad4基因;除广泛使用ATG作为起始密码子编码蛋氨酸,部分基因如多头绦虫nad6基因用GTG作为蛋白质翻译的起始密码子。线粒体tRNA长度为58~76 nt,二级结构多数呈典型的三叶草结构,少数呈D-loop结构;2个线粒体rRNA亚基基因rrnL和rrnS被trnC基因分隔开;线粒体基因组有2个大的非编码区,1个长非编码区(LNR)和1个短非编码区(SNR);线粒体基因组中蛋白编码基因之间的差异为5.7%~28.9%,其中cox1和nad4L基因比较保守,而nad5和nad6则变异较大,进化较快。结果表明,根据线粒体基因组序列绘制的带属绦虫分子进化树表明,亚洲带绦虫(T.asiatica)和牛带绦虫(T.saginata)间的亲缘关系最近,成为姊妹种,而多头绦虫(T.multiceps)与前两者的亲缘关系比猪带绦虫(T.solium)与前两者的关系更近,但与虫种的生物学特征存在一定差异。     

基于线粒体基因组序列对羊蛔虫的种系发育分析

为了明确羊蛔虫的分类学地位,本研究首先对羊蛔虫的线粒体基因组全序列进行测定和分析,并基于其蛋白编码基因序列构建了种系发育关系。结果表明,羊蛔虫的线粒体基因组序列全长14 288bp,编码36个基因,包括12个蛋白质编码基因(cox1-3、nad1-6、nad4L、atp6和cytb)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码区,其与人蛔虫和猪蛔虫的线粒体基因组核苷酸序列的相似性分别为98.7%和98.2%,种系发育树显示,羊蛔虫、人蛔虫和猪蛔虫位于同一进化支,亲缘关系很近。这些研究结果提示羊蛔虫、人蛔虫和猪蛔虫可能属于同一物种。本研究为羊蛔虫在分类、演化、分子流行病学和控制等方面的基础研究提供了基本数据。     

The complete mitochondrial genome and molecular phylogeny of Lueyang black-bone chicken

ABSTRACT

1. The objectives of the current study were to investigate the mitochondrial genome and molecular phylogeny of Lueyang black-bone chicken, and provide molecule base to preserve and explore the specific chicken strain.

2. Based on sequencing and clustering, the complete mitochondrial DNA map and sequences of Lueyang black-bone chicken were revealed, and two phylogenetic trees of Lueyang black-bone chickens based on D-loop sequences and the mitochondrial genome were constructed.

3. The results showed that the complete mitochondrial genome of Lueyang black-bone chickens is 16,784bp in size, consisting of 22 transfer RNA genes, two ribosomal RNA genes, 13 protein-coding genes, and one non-coding control region. The base composition of the complete mtDNA sequence is 30.28% for A, 23.78% for T, 32.42% for C, 13.52% for G. Additionally, 10 haplotypes of D-loop sequences in 32 Lueyang black-bone chickens were detected, which were distributed into 4 clades (A, B, C and E).

4. It was concluded that genetic diversity is wide in Lueyang black-bone chickens, and this strain has multiple maternal origins from different regions in China and neighbouring regions.     

The distribution of bmpB, a gene encoding a 29.7 kDa lipoprotein with homology to MetQ, in Brachyspira hyodysenteriae and related species

The distribution of the bmpB gene encoding BmpB, a 29.7 kDa outer membrane lipoprotein of the intestinal spirochaete Brachyspira hyodysenteriae, was investigated. Using PCR, the gene was detected in all the 48 strains of B. hyodysenteriae examined and in Brachyspira innocens strain B256T, but not in 11 other strains of B. innocens nor in 42 strains of other Brachyspira spp. The gene was sequenced from B. innocens strain B256T and from 11 strains of B. hyodysenteriae. The B. hyodysenteriae genes shared 97.9-100% nucleotide sequence similarity and had 97.5-99.5% similarity with the gene of B. innocens strain B256T. Southern hybridisation indicated that bmpB was present on a 1.9 kb HindIII fragment of the B. hyodysenteriae genome and on a 3.1 kb fragment of the B. innocens B256T genome. The B. innocens lipoprotein did not react in Western blots with monoclonal antibody BJL/SH1 that reacts with the B. hyodysenteriae lipoprotein. The difference in binding with the monoclonal antibody may reside in the replacement of a serine residue with a tyrosine residue at base position 210 in the lipoprotein from B. innocens B256T. Comparison of the BmpB amino acid sequence with sequences in the SWISS-PROT protein database indicated that it has 33.9-39.9% similarity with the d-methionine binding proteins (MetQ) of a number of pathogenic bacterial species. The bmpB gene was confirmed to be the same as a gene of B. hyodysenteriae that was recently designated "blpA".     

Distribution of nuclear mitochondrial DNA in cattle nuclear genome

The nuclear mitochondrial pseudogenes (numts), originated from mtDNA insertions into the nuclear genome, have been detected to exist in many species. However, the distribution of numts in cattle nuclear genome yet has not been fully reported. By referring to the whole cattle mtDNA sequence and to the recently released cattle nuclear genome by Human Genome Sequencing Center (HGSC), 303 numts were identified by BLAST with 55 numts unmapped to cattle nuclear genome. Further analysis found that the size of the numts ranges from 37 to 1932 bp, and the homologous identity between numts and their corresponding mtDNA fragments varies from 73 to 98%. Furthermore, the identified cattle numts cover nearly all the mitochondrial genes including mtDNA control region, distributing over all the chromosomes with the exception of the chromosome 23 and Y chromosome (in the latter the sequence data are not available). In the discovered numts, 29 relatively complete mitochondrial genes, which were distributed in 72 numts, were detected. Undoubtedly, this research would provide some valuable information for successive research related to mitochondrial genes and the evolution of cattle.     

"兰箭3号"春箭筈豌豆叶绿体全基因组草图及特征分析

箭筈豌豆(Vicia sativa)是自花授粉的二倍体一年生豆科牧草,可为我国高海拔地区的反刍动物提供优质蛋白粗饲料。以"兰箭3号"春箭筈豌豆为研究对象,采用DNase I法纯化叶绿体,利用第二代高通量测序平台Illumina Hiseq2000进行测序,并对"兰箭3号"叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,"兰箭3号"叶绿体基因组仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为121 883bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,29个转运RNA(tRNA)基因,75个蛋白质编码基因和1个假基因。"兰箭3号"在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其它豆科植物基本一致。其叶绿体全基因组序列已在GenBank注册,序列号为KU053796。"兰箭3号"叶绿体全基因组测序的成功为叶绿体分子生物学研究奠定了基础,并可有效地促进箭筈豌豆遗传育种和分子进化研究。     

泡状带绦虫线粒体部分基因克隆及序列比对分析

采集甘肃兰州市区宠物犬体内两株泡状带绦虫,运用分子生物学方法对其线粒体部分基因进行克隆,并使用基因分析软件Larsergene V7.1进行序列分析,结果发现这两株虫体同源性达到99.6%,与国内的泡状带绦虫广东虫株和甘肃虫株同源性分别达到98.7%和98.4%,鉴定为泡状带绦虫;与其他带科绦虫同源性均高于85%,低于88%。其中,与国内牛带绦虫同源性最高,为88%;与国内巨颈带绦虫同源性最低,只有85.1%。推断不同带科绦虫的cox1基因种间差异明显,在带科绦虫的分类上意义较大。     

豆状带绦虫线粒体rrnL和nad5基因的克隆及种系发育研究

本研究旨在阐明中国豆状带绦虫囊尾蚴河南分离株线粒体核糖体大亚基基因(rrnL)部分序列(prrnL)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶亚单位5基因(nad5)部分序列(pnad5)的遗传变异情况,并用prrnL和pnad5序列重构豆状带绦虫与其他带科绦虫的种系发育关系。采用聚合酶链式反应(PCR),扩增豆状带绦虫囊尾蚴分离株的线粒体prrnL和pnad5,将所测的序列用PAUP 4.0 Beta 10程序MP法绘制种系发育树,利用DNAStar 5.0中的MegAlign程序进行同源性分析。所获得的豆状带绦虫线粒体prrnL长度约为847 bp,pnad5为602 bp。所获rrnL序列与GenBank中豆状带绦虫相应序列的相似性为99.1%~100%,nad5为99.2%~100%;河南分离株之间rrnL序列的相似性为99.65%,nad5为99.5%;与GenBank中其他带科绦虫序列的相似度rrnL低于83.4%,nad5低于85.7%。种系发育分析结果表明,所有豆状带绦虫分离株和已知豆状带绦虫位于同一分支。由于豆状带绦虫分离株的线粒体rrnL和nad5基因序列种内很保守,种间差异较大,故可作为带科绦虫种间遗传变异研究的标记。     

Cloning and characterization of a bovine genomic fragment homologous to epidermal growth factor genes

Epidermal growth factor (EGF) is a potent mitogen for a variety of cell types. The 53-amino acid mature EGF protein is encoded by sequences in exons 20 and 21 of a gene spanning over 110 kb. In this study, we report the cloning and characterization of 7.5 kb of bovine genomic sequence homologous to exon 19 through 21 from EGF genes from other mammalian species. The cloned gene fragment had an unusual sequence composition in the form of an in-frame TGA codon in the coding sequence. The sequence was expressed at low levels in kidney tissue and the corresponding cDNA contained the TGA codon. The level of similarity between the bovine exonic sequence and the human, porcine, murine, feline, and canine corresponding sequences varied from 64% to 73%; however, when only sequences encoding the mature EGF protein were compared, the level of similarity between the bovine sequence and the sequence from these species was 59% to 66%. The sequence similarity of the deduced mature protein was lower (34% to 39%) than the sequence similarity of the deduced propeptide. Although the cloned sequences could originate from a bovine EGF pseudogene, the possibility exists that they originate from the functional EGF gene. An as yet unidentified mechanism to by-pass the stop codon would allow the synthesis of a functional EGF protein. Alternatively, the cloned sequence could originate from an EGF-like gene.     

北京地区1株鸽圆环病毒全基因组测定及遗传进化分析

[目的] 了解北京地区流行的鸽圆环病毒（Pigeon circovirus,PiCV）的基因组特征及变异规律。[方法] 以3只发病鸽的肝脏和脾脏组织为模板,采用PCR技术检测病原。以检测阳性的肝脏组织DNA为模板,应用PCR技术分段扩增PiCV的全基因序列。应用DNAStar和Mega 7.0软件对扩增得到的全序列进行拼接和核苷酸序列比对,并构建系统进化树,对病毒基因组的2个开放阅读框分别进行核苷酸和氨基酸序列比对,并构建系统进化树。[结果] 经PCR检测,3只病鸽中有1只病鸽的组织中检测到PiCV阳性,并未检出其他病毒。采用PCR分段扩增成功获得了1株PiCV的全基因组序列,命名为PiCV BJ,该病毒基因组大小为2 034 bp,包含有2个主要的开放阅读框（ORFs）,ORF-V1编码Rep蛋白,ORF-C1编码Cap蛋白。相似性比对结果显示,PiCV BJ株基因组序列与GenBank上登录的其他参考序列的核苷酸相似性在86.0%~97.0%之间,与2011年分离自波兰的PL53相似性为97.0%。遗传进化结果显示,PiCV BJ株与2014年分离自波兰的PL124在同一分支,亲缘关系较近;与其他禽源圆环病毒不在同一分支,亲缘关系较远。PiCV BJ株Cap基因的起始密码子为ATG,与2011年分离自比利时的11-08304株核苷酸、氨基酸序列相似性高达95.8%和85.2%;Rep基因与2011年分离自波兰的PL53相似性最高,核苷酸和氨基酸相似性分别高达94.6%和96.2%;Cap和Rep基因的进化树分析结果也显示,PiCV BJ株均与PL53和11-08304株在同一分支,亲缘关系较近,这与相似性分析的结果一致。[结论] PiCV BJ株来自国外,可能由赛鸽引种传入中国,提示在外部引种时要做好病毒监测。本研究丰富了PiCV的遗传学研究资料,为进一步探究PiCV的遗传变异及传播机制提供了参考依据,也为PiCV的防控提供了重要的理论基础。     

基于pcox1基因分析黑斑蛙小吻对盲囊线虫种系发育关系

以湖南省不同地区黑斑蛙体内采集的16条小吻对盲囊线虫样品为研究对象,利用PCR对其线粒体DNA中的细胞色素c氧化酶第1亚基(cox 1)基因部分序列(pcox 1)进行扩增,分析其遗传变异情况。并利用软件Clustal X 2.0对其序列进行分析,探讨小吻对盲囊线虫与其他线虫的种群遗传关系。测序结果显示,所获得的pcox 1序列长度一致,均为400 bp,湖南省各分离株之间相应序列的相似性在97%以上,与GenBank中登录的其他小吻对盲囊线虫pcox 1序列的相似度均低于89%。结果表明,小吻对盲囊线虫pcox 1序列种内相对保守,种间差异较大,可以作为种间遗传变异研究的分子标记,从而为小吻对盲囊线虫的分子流行病学调查研究等奠定基础。