桑树叶片中不同环氧鲨烯环化酶类基因的表达与三萜类化合物组成和含量的变化

由环氧鲨烯环化酶(OCS)催化的环化反应是氧化鲨烯合成三萜类化合物的第一步反应。通过对野生桑种川桑(Morus notabilis)、栽培桑种广东桑(Morus atropurpurea)桑叶中不同OCS基因的表达分析及桑叶中三萜类化合物组成和含量检测,探究桑树中三萜类化合物合成的关键酶。通过与拟南芥(Arabidopis thaliana)的OCS氨基酸序列进行比对,在川桑基因组中共鉴定得到12个OCS基因。半定量RT-PCR检测发现有9个OCS基因在川桑与广东桑的叶片中均有表达,其中MnPEN1、MnPEN2、MnPEN4基因的表达水平在2个桑种的叶片中差异较明显。通过气相色谱-质谱(GC/MS)分析发现川桑与广东桑叶片中的三萜类化合物组成有着较大差异,川桑的叶片中含有较多的α-香树素,广东桑叶片中的羊毛甾醇含量明显较高;而与这2种化合物合成相关的MnLAS、MnPEN1、MnPEN2、MnPEN4基因的表达水平在2个桑种之间也存在差异。推测在2个供试桑种的桑叶中,由于OCS基因表达水平的差异使相关三萜类化合物合成酶的活性不同,这是造成2个桑种桑叶中三萜类化合物组成和含量差异的原因之一。     

紫叶风箱果叶绿体基因组特征及绣线菊亚科系统发育分析

紫叶风箱果是我国近年来从北美引入的观赏性花灌木。为了明确紫叶风箱果叶绿体基因组结构特征,阐明紫叶风箱果在绣线菊亚科中的分类地位,使用Illumina NovaSeq 6000测序平台对其叶绿体基因组进行测序,并组装、注释到了其完整叶绿体基因组。结果表明：紫叶风箱果叶绿体基因组呈典型的双链环状四分体结构,全长为159131 bp,大单拷贝区（large single copy,LSC）长87582 bp、小单拷贝区（small single copy,SSC）长18829 bp、反向重复区a(inverted repeats a,IRa)和反向重复区b(inverted repeats b,IRb)长26360 bp;共注释到130个基因,包含83个蛋白编码基因,8个核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)基因,37个转运RNA(transfer RNA,tRNA)基因和2个假基因。共确定12个最优密码子（UUG、AUU、GUU、GUA、UAA、AAA、UCU、UCC、CCU、ACU、GCU、GGU）;密码子使用偏好性主要受自然选择影响,突变等因素对其影响较弱。共有27对长序...     

"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。     

基于ITS分析云南光叶桑和钦州长果桑在桑属中的亲缘关系及分化时间

云南光叶桑、钦州长果桑在形态分类学上均属同一桑种Morus macroura。通过PCR扩增2份地方品种资源材料的ITS序列并分析序列差异及构建系统进化树,阐明各自在桑属中的遗传分化关系。2份材料的ITS序列长度均为576 bp,其中:云南光叶桑的G+C含量为59.90%,碱基序列45位A变G,560位T变G,与昆明奶桑(Morus macroura)、荥经川桑(Morus notabilis)、云南毛叶奶桑(Morus macroura var.mawa)、云南长穗桑(Morus wittiorum)、云南奶桑(Morus macroura)、雅安华桑(Morus cathayana)同在第Ⅰ类群,有较近的亲缘关系;钦州长果桑的G+C含量为59.72%,碱基序列45位为A,560位T变G,与云南华桑(Morus cathayana)同在第Ⅱ类群,有较近的亲缘关系。应用松散分子钟方法估算云南光叶桑与荥经川桑、雅安华桑、云南长穗桑的分化时间为8.23 Ma,钦州长果桑与云南华桑的分化时间为9.67 Ma,二者起源的地质年代是新第三纪中新世与上新世之交,是为了抵御地球寒冷、旱化,向南、向山地迁移形成的物种。     

杂花苜蓿叶绿体基因组特征及系统发育分析

本研究以‘草原3号’杂花苜蓿(Medicago varia‘Caoyuan No.3’)为材料，采用第二代高通量测序技术，对叶绿体基因组序列进行分析、组装及注释，以探究杂花苜蓿在系统发育中的位置及在分子水平上与其近缘物种的关系。结果表明：杂花苜蓿绿体基因组全长125 317 bp,为典型四分体结构，不存在IR区缺失的情况，GC含量为33.87%。叶绿体基因组共编码106个基因，其中蛋白质编码基因54个，涉及36 498个密码子。3种不同类型的88个SSR位点分布不均衡，在LSC,SSC,IR区域的SSR数量各自为79,7和2个。对苜蓿属7个植物进行共线性分析发现其重排现象严重。系统发育分析发现杂花苜蓿与紫花苜蓿的亲缘关系最近。本研究可为苜蓿属植物遗传变异、特异基因挖掘以及品种选育改良等研究提供参考。     

桑萜类生物合成酶HMGR的生物信息学分析

萜类化合物是桑叶具有药用功效的主要化学成分之一。利用Vector NTI Suit 8等工具,对GenBank中的桑萜类生物合成关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的核苷酸和氨基酸序列进行了生物信息学分析。桑hmgr基因序列以基因组DNA形式登录,其中1-5 905 bp区间为该基因序列,包括启动子、CDS和内含子序列,推测其编码蛋白的分子式为C2602H4181N715O786S29,亚细胞定位于线粒体,存在跨膜结构域,且含有22个氨基酸的质体转运肽,是含有HMG-CoA-reductase-classⅠ重要功能域的疏水性蛋白,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构中含有2个HMG-CoA和2个NADP(H)结合位点。     

嗜冷黄杆菌CRISPR/Cas系统生物信息学分析

为了开发基于嗜冷黄杆菌CRISPR/Cas系统的基因组编辑技术,本研究对嗜冷黄杆菌的CRISPR/Cas系统结构及其作用机制进行生物信息学分析。从GenBank数据库中获得8株嗜冷黄杆菌的全基因组序列,利用CRISPRCasFinder软件查找成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）结构和CRISPR相关（Cas）蛋白在嗜冷黄杆菌基因组上的数量和分布;利用CRISPRFinder软件分析CRISPR结构的重复序列和间隔序列,并使用Mega X软件对cas基因核苷酸序列做相似性对比;通过与重复序列配对,获得反式激活crRNA （trans-activating CRISPR RNA,tracrRNA）与重复序列配对序列,使用ARNold软件预测tracrRNA基因的终止子;使用BPROM软件预测tracrRNA基因和crRNA前体（pre-CRISPR RNA,pre-crRNA）的启动子;使用Clustal X软件对所有的间隔序列做相似性对比,并使用CRISPRTarget软件对独特的间隔序列配对从而获得原间隔序列（protospacers）及原间隔序列邻近基序（protospacer adjacent motif,PAM）序列;使用WebLogo软件使PAM序列可视化。结果显示,8株嗜冷黄杆菌均含有1个完整的CRISPR/Cas9系统,由1个CRISPR结构和3个Cas蛋白组成。CRISPR结构由短而重复的序列即重复序列和短而可变的序列即间隔序列相间排列组成;重复序列大小为46 bp,核苷酸序列高度保守;间隔序列大小在29~31 bp之间,数量在20~41个之间。Cas蛋白含有Cas9、Cas1和Cas2,并且cas基因核苷酸序列高度保守。8株嗜冷黄杆菌的tracrRNA基因均位于cas9基因上游并且核苷酸序列相似性为100%。tracrRNA上有一段大小为24 bp的核苷酸序列,其中23个核苷酸与重复序列完全配对。每个重复序列均含有一个较短的启动子,可单独启动pre-crRNA的转录。不同菌株的间隔序列比对结果表明,新获得的间隔序列可以插入到嗜冷黄杆菌CRISPR结构的5'端或内部。在65个独特的间隔序列中,13个间隔序列能够配对上原间隔序列,这些原间隔序列均来源于噬菌体或质粒。原间隔序列上游侧翼序列分析结果表明,嗜冷黄杆菌Cas9识别的PAM序列是5‘-GANTTTT-3’。以上结果表明嗜冷黄杆菌的CRISPR/Cas9系统理论上可以开发适用于嗜冷黄杆菌的基因组编辑技术。     

德州驴心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因的克隆及序列分析

本试验对德州驴心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因进行了克隆测序,并与GenBank中11个物种相应基因编码区核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,同时通过最小进化法(ME法)、邻接法(NJ法)和非加权组平均法(UPGMA法)对H-FABP基因编码区核苷酸序列进行了物种间分子系统进化树分析。结果表明,德州驴H-FABP基因由4个外显子和3个内含子组成,外显子1、2、3、4大小分别为73、173、1025、7 bp,内含子1、2、3大小分别为3500、1980、1425 bp。CDS序列全长为405 bp,前体氨基酸数为134个;德州驴与马、野猪、人、牛、山羊、牦牛、大鼠、小鼠、红原鸡、绿头鸭、斑马鱼各物种在H-FABP基因编码区核苷酸序列上有较高的保守性,同源性大小分别为96.79%、91.36%、89.14%、88.89%、88.89%、88.64%、84.07%、83.46%、75.80%、74.81%、67.90%;3种方法构建的物种间分子系统进化树基本一致,并且3种分子进化树结果与动物学分类一致,表明H-FABP基因适合于构建不同物种间的系统进化树。     

牦牛心脏脂肪酸结合蛋白基因的分子克隆和进化分析

对牦牛心脏脂肪酸结合蛋白（H-FABP）基因进行了克隆测序，并与GenBank中9个物种相应基因编码区核苷酸序列进行了比对分析，在此基础上采用邻接法、最大简约法和最小进化法构建了牦牛与其它物种间分子系统进化树。结果表明，牦牛H-FABP基因由4个外显子和3个内含子组成，外显子1、外显子2、外显子3和外显子4大小分别为73、173、102和54bp，内含子1、内含子2和内含子3大小分别为3460、1892和1495bp。CDS序列全长为402bp，前体氨基酸数为133个。不同物种间在该基因核苷酸序列上有较高的保守性。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种在H-FABP基因编码区核苷酸序列上同源性大小分别为99．8％、97．8％、97．0％、92．8％、88．8％、83．3％、83．1％、76．4％、68．7％。通过邻接法、最大简约法和最小进化法用H-FABP基因编码区核苷酸序列构建的物种间分子系统进化树，结果表明，3种方法构建的物种间分子系统进化树基本一致。系统树总体分为两支，斑马鱼为独立的一支，而牦牛与其它物种为另一大分支。牦牛与普通牛、绵羊与山羊先分别聚在一起，然后再聚为一类；后与猪、人依次聚为一类。小鼠和大鼠先聚为一类，再与人和其它物种聚类，然后再与鸡聚为一类。该系统聚类结果与动物学分类一致，表明H-FABP基因适合于构建不同物种间的系统进化树。     

鸡U6核内小RNA基因的克隆与分析

本研究旨在获得鸡U6 snRNA的全序列,并对其序列、启动子及拷贝数等进行分析。本实验通过RT-PCR、克隆、测序获得了鸡U6 snRNA的部分序列(94 bp)。根据测序结果和鸡全基因组序列数据,结合生物信息学分析,结果获得了鸡U6 snRNA的全长序列(106 bp),该序列与人U6 snRNA序列相似性为100%,在鸡基因组中有4个拷贝,其中3个成簇存在于28号染色体上一段2 kb长的DNA片段上;另一个位于18号染色体。已有研究报道,这4个基因拷贝的5′侧翼区均具有启动子活性,说明它们是真基因。结果表明:这4个U6 snRNA基因启动子区均含有潜在的远端序列元件(DSE)、近端序列元件(PSE)和TATA box等RNA聚合酶Ш启动子元件。本研究成功获得了鸡U6 snRNA的全长序列,为选用U6基因作为内参基因开展鸡miRNA定量表达分析以及鸡U6基因的转录调控研究奠定基础。     

黑番鸭GH基因的克隆与序列分析

根据GenBank中公布的鸭GH基因序列,设计4对引物,以黑番鸭血液基因组DNA为模板,采用PCR方法,扩增出GH基因4650bp的DNA序列,该序列包含了完整的内含子和外显子序列,由5个外显子和4个内含子组成。进一步将克隆的黑番鸭GH基因编码的氨基酸序列与GenBank中其他物种的该基因氨基酸序列进行同源性分析和聚类...     

微卫星DNA标记与乌骨鸡屠宰性能的相关分析

微卫星(mierosatellite)DNA标记是由重复单位为2～6 bp的核苷酸序列所构成的串联重复序列,由于重复单位的重复数目不同,形成了微卫星标记的丰富多态性.微卫星标记普遍存在于真核生物基因组中,由于具有数量多、分布广、多态性丰富、呈共显性遗传方式及检测快速和方便等优点而成为当今包括人类在内的各物种基因作图的首选标记,并在基因诊断、物种的演变追踪、QTL分析、系谱的确定、群体遗传结构分析、标记辅助选择等方面显示出巨大的应用价值.     

猪Tob1基因内含子的克隆和序列分析

为了获取Tob1基因完整的基因组信息,试验通过生物信息学检索比较分析,设计引物,克隆获得猪Tob1基因的内含子序列。结果表明:猪Tob1基因包含2个外显子和1个内含子,外显子和内含子的剪接符合GT-AG规则,其中两个外显子的碱基序列长度分别为260 bp、1 182 bp,内含子序列长度为1 912 bp,其中A、C、G、T四种碱基分别占23.9%、21.3%、26.7%、28.1%,A+T(52.0%)的含量高于G+C(48.0%)的含量。     

直立型半野生大豆叶绿体基因组分析

采用Illumina高通量测序技术对直立型半野生大豆(Glycine gracilis)叶绿体基因组(Chloroplast DNA,cpDNA)进行测序和组装，获得完整基因组，以探究其结构特征，为后续基于cpDNA的相关分析以及大豆资源多样性保护和系统发育等研究提供基础或依据。结果表明，直立型半野生大豆cpDNA全长148 320 bp,为典型四分体结构，注释基因108个，包含66个蛋白编码基因、29个tRNA基因和4个rRNA基因。基因组序列上共检测到87个SSR位点，其中与单核苷酸、双核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸对应的位点分别为55,19,4,7,2个。在系统发育上，直立型半野生大豆与已公布的普通型一年生半野生大豆(Glycine gracilis)、栽培大豆(Glycine max)及野大豆(Glycine soja)亲缘关系较近。     

波尔山羊MyoG基因的鉴定和序列分析

为了探明山羊MyoG基因的序列结构及其对肌肉的分化调控机制,用PCR产物直接测序的方法获得了波尔山羊MyoG基因2 363 bp长的DNA序列,并对该序列进行了分析.结果表明,波尔山羊MyoG基凶包括3个外显子、2个内含子及部分5'UTR(74 bp)和3'UTR(260 bp)区,编码序列长675 bp,共编码224个氨基酸.结构分析表明,该序列所编码的肽链没有信号肽,第1～138个氨基睃为波尔山羊MyoG基因的bHLH结构域.通过比对分析波尔山羊与已知的GenBank中的人类及其它物种MyoG基因发现,该基因编码区核苷酸以及推测的氨基酸同源性和物种间的亲缘关系相一致,无根系统进化树的聚类结果与这些物种本身的生理特性以及传统分类学中已知的生物分类结果相一致.波尔山羊MyoG基因的鉴定及序列分析为山羊肌肉发育调控的机理以及肉质改良等的研究提供了很好的生物学基础信息.     

桑树叶绿体基因组DNA的提取及部分序列分析

改进Milligan法 ,提取了桑树叶绿体基因组DNA(cpDNA)。利用特异性引物 ,从cpDNA基因组扩增出tRNL tRNF基因。再用随机引物对同一种桑基因组DNA及cpDNA进行RAPD分析 ,表明提取的DNA是具有相当纯度的cpDNA。进一步用XbaⅠ和HindⅢ进行了cpDNA的酶切和克隆。通过酶切鉴定 ,已克隆到 5个片段 ,对其中 1个片段的 70 0bp序列进行了分析 ,推测克隆的片段可能为trnK基因的内含子。     

驯鹿Ghrelin基因组DNA克隆及序列分析

为了得到驯鹿Ghrelin基因组DNA的全序列,试验根据驯鹿Ghrelin DNA外显子1~4序列设计特异性引物,利用PCR技术对驯鹿的Ghrelin基因进行扩增,经基因组染色体步移和克隆技术获得Ghrelin基因组DNA全序列,并分析其序列结构特点。结果表明:成功克隆出全长为4 076 bp的驯鹿Ghrelin基因组DNA全序列(GenBank accession No.KX857495),其由4个外显子和3个内含子构成,4个外显子片段大小分别为154,114,109,148 bp,3个内含子片段大小分别为198,2 868,485 bp。     

山羊MMP-9基因cDNA的克隆及生物信息学分析

为了克隆山羊基质金属蛋白酶-9(MMP-9)基因的cDNA片段,分析其基因序列,试验于无菌条件下采集泌乳期奶山羊乳腺组织并提取总RNA。根据已知其他物种的MMP-9基因保守性区域设计特异性引物,采用RT-PCR方法扩增MMP-9基因的CDS区,测序后对核苷酸和推导的氨基酸序列进行分析,并对8个物种进行聚类分析。结果表明:得到长度为2 245 bp的MMP-9基因cD-NA片段(GenBank登录号为JQ670877),其中包含2 130 bp的CDS全长;核酸序列分析结果显示,该基因编码709个氨基酸,与人、小鼠和牛的核苷酸序列进行比对,相似性分别为84%、80%、96%,氨基酸相似性分别为79%、73%、94%。     

24份桑树品种资源基于SRAP分子标记的亲缘关系分析

应用SRAP分子标记引物对24份桑树品种资源的基因组DNA进行PCR,检测其遗传多样性,分析品种间的亲缘关系。15对SRAP引物扩增产生126条谱带,平均每对引物产生8.4条谱带,其中多态性条带共99条,多态性比率为78.57%,说明24个桑树品种间具有丰富的遗传多样性。基于品种间遗传相似系数的UPGMA聚类图和基于品种的SRAP标记类型的主成分分析中,蒙桑种(Morus mongolica Schneid.)的品种吉蒙桑、白桑种(Morus alba L.)的品种垂枝桑和山桑种(Morus bombycis Koidz.)的品种昌农山桑单独聚类,其他来自白桑种、广东桑种(Morus atropurpurea Roxb.)、鲁桑种(Morus multicaulis Perr.)的栽培品种分为3组;白桑种种内各品种间的遗传变异较小,而广东桑种、鲁桑种种内各品种间的遗传变异相对较大;广东桑3个品种间的遗传背景差异较大;鲁桑栽培品种农桑12号与其父本桐乡青的遗传相似度高,而与母本北区一号的差异显著,并且鲁桑种内各品种间未能完全聚类,品种间的亲缘关系与地理分布位置的距离相关。筛选的15对SRAP引物能够有效地检测供试桑树品种的遗传多样性,揭示品种间的亲缘关系。     

沙葱萤叶甲GdHsp70-2,GdHsp70-3的克隆鉴定与表达谱分析

为明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白70 (Heat shock protein 70,Hsp70)基因的序列结构及其系统进化关系,本研究通过PCR技术克隆沙葱萤叶甲Hsp70基因cDNA全长序列与基因组序列,并进行生物信息学与表达谱分析。结果显示,克隆获得了沙葱萤叶甲2条Hsp70基因GdHsp70-2(GenBank登录号：MZ853083)和GdHsp70-3(Genbank登录号：OK585088),基因全长分别为2 410 bp和2 242 bp,各自编码657和646个氨基酸,均含有3个保守的HSP70家族特征序列,预测蛋白三维结构均由N-端ATPase功能域和C-端底物结合功能域所组成;系统发育分析表明GdHSP70-2,GdHSP70-3分别与松墨天牛(Monochamus alternatus)MaltHSC70-1、玉米根萤叶甲(Diabrotica virgifera virgifera) DvirHSP70-2的亲缘关系最近;基因组DNA克隆获得GdHsp70-2的两段内含子序列,GdHsp70-3则不含有内含子;表达谱分析结果表明GdHsp...