杆状病毒基因分子进化研究的新方法

利用基因组信息对病毒作进化分析是研究杆状病毒的基因组和分子进化的有效途径。通过比较杆状病毒基因组中基因的转录方向,建立了一种新的进化分析模式,并通过单个基因距离分析证实了此法的有效性。同时也介绍了杆状病毒基因组研究的新结果。     

新疆地方绵羊品种PRNP基因多态性研究

从新疆采取了8个地方绵羊品种的血液样品171份,提取绵羊基因组DNA,用PCR方法扩增绵羊PRNP基因,通过序列测定,对它们的PRNP基因型进行研究,确定了PRNP基因136、154、171位密码子的多态性为136(A/A),154(H/R)和171(Q/R/H/K),结果发现所检测的新疆地方绵羊品种PRNP基因136位密码子均为A,其基因型均为A型痒病抵抗性基因型。     

鸽过氧化物还原酶基因的克隆与进化分析

通过对鸽脑垂体cDNA文库进行筛选,获得过氧化物还原酶(Peroxiredoxins,Prx)基因的全长cDNA序列,Prx 基因编码区781 bp编码254个aa,该序列的GenBank登录号为JQ364950.聚类结果表明:鸽子、鸡、斑胸草雀首先聚在一起,与啮齿类动物、草食动物、灵长类动物的遗传距离逐渐增大.本研究对鸽Prx基因的全长cDNA序列克隆和分析,为深入探讨Prx对蛋白酶体诱导细胞分化凋亡的作用机制提供理论和试验参考.     

PRL基因的遗传多态性及其物种间的系统进化

运用生物信息学理论和方法探讨了PRL基因在物种间的平均核苷酸差异度、核苷酸差异数目(K)、净遗传距离(Da);用MEGA软件进行聚类分析。结果表明:在小鼠、大鼠、猫、白化猕猴、普通牛、山羊、野猪、人、斑马鱼、鸡等10个物种间PRL基因发生了较大的变异,进化速率较快,物种间的遗传多态性丰富。经遗传距离和聚类分析,野猪与猫聚为一类,山羊与普通牛聚为一类,然后这两类聚成一大类后与人和白化猕猴的一类相聚,再依次与小鼠、大鼠的一类和鸡相聚在一起;这些物种与斑马鱼的亲缘关系相对较远,系统树总体分为两支,斑马鱼为独立的一支,小鼠、大鼠、猫、白化猕猴、普通牛、山羊、野猪、人、鸡为另一独立的大分支;这同古生物学、形态学、生化遗传学、细胞遗传学和其他DNA分子水平上的分类结果基本一致,表明PRL基因适合于哺乳动物种间系统进化关系和分类研究。这些结果为人们进一步认识PRL基因的特性、作用机理、物种演化和分类以及改良哺乳动物的产乳和繁殖性能提供了理论依据。     

反刍动物Toll样受体多基因家族的分子进化及表达模式分析

为了了解Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)多基因家族在反刍动物中的分子进化关系及表达分析。本研究基于6个科53种反刍动物基因组,利用同源基因对反刍动物TLR1-10基因进行系统鉴定,分析其染色体定位和基因结构、进化关系、选择压力(ω),并结合转录组数据明晰TLR基因在各组织的表达模式。研究结果表明：1)反刍动物的TLR1-10均为单拷贝基因,按进化关系分为TLR1 (TLR1/6/10)、TLR2、TLR4、TLR3 (TLR3/5)、TLR7 (TLR7/8/9)亚家族。2)反刍动物10个TLR基因整体上经受了纯化选择作用(ω<1),但共有35个氨基酸位点受到强烈的正选择作用;牛科比鹿科具有更高的ω值和更高比例的正选择位点,非病毒性TLRs比病毒性TLRs具有更高的ω和更多的正选择位点,提示鹿科TLR以及病毒性的TLR受到较强的进化约束力。3)在绵羊中,10个TLRs基因在免疫组织中均有所表达,其中TLR2和TLR9在外周血单个核细胞(PBMC)中存在高度表达。结果提示,反刍动物TLRs基因家族在进化水平上是相对保守的,均受到强烈的纯化选择作用,...     

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。     

BmNPV的PK基因和杆状病毒PK基因的进化分析

家蚕核型多角体病毒镇江株（BmNPVZJ8）蛋白激酶（BmvPK－1）基因编码区含828个核苷酸,可编码推测分子量为32kD的多肽。应用GCG程序分析表明BmvPK－1与AcMNPV的PK－1相似性最高,两者氨基酸序列相似性达95.2％。比较同时表明,BmvPK-1氨基酸序列与其它生物Ser／ThrPK的催化结构域有很高的同源性,与人的HSPKCE,果蝇的dPKC98F和酵母的TPK1的催化结构域分别有31．1％、32．3％和31.2％的相似性。在PK的进化树中,杆状病毒PK是一独立进化的分枝,BmvPK-1与PK－1进化距离最近,而HavPK则与HzSNPV的PK距离最近。     

驯化影响下的家蚕3种抗菌肽基因的进化模式

抗菌肽作为昆虫的先天性免疫效应因子在昆虫物种进化过程中起着至关重要的作用。测定了家蚕(Bombyx mori)和野桑蚕(Bombyxmandarina)群体的3种不同类型的抗菌肽基因DefA、CecE和MorB3的序列,通过序列核苷酸多态性分析、中性检验、溯祖模拟分析和连锁不平衡分析,发现这3种抗菌肽基因呈现不同的进化模式:DefA属于驯化过程中人工选择的靶基因;CecE是经历了驯化瓶颈效应的中性基因;MorB3的进化受遗传漂变影响。尽管进化模式不同,但家蚕的3种抗菌肽基因连锁不平衡程度均高于野桑蚕,反映家蚕经历了瓶颈效应,群体数量减小导致基因重组率降低。这些结果为理解家蚕不同抗菌肽的进化和功能提供了重要信息。     

家鹅细胞色素b基因序列进化研究

测定了中国家鹅15个品种、欧洲鹅2个品种共44个个体的细胞色素b基因全序列（1143bp），与Gen—Bank中白额雁细胞色素b基因序列合并在一起比对分析，结果表明：全序列中没有缺失、插入或移码突变，转换数（Ts）明显高于颠换数（Tv），密码子第3位点呈现了相当强烈的转换偏倚性；密码子第1位点的替换速率变异最大；同义密码子表现出一定程度的使用偏倚性；dS与dN值间的差异极显著（Z=4．713，P〈0．01），而ω（dS／dN）=0．0284，明显小于0．3，表明雁属鹅细胞色素b基因序列经历了中度净化选择作用；单步非同义替换分布模式与Grantharm’距离之间的关系说明密码子的3个位点所受的净化选择强度不同，第2位点的净化选择作用强度最大（Granthem距离为204）。     

家蚕普通气味结合蛋白基因的表达及分子进化研究

昆虫的普通气味结合蛋白(general odorant binding protein,GOBP)是气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)家族中的重要成员,与昆虫感受低特异性气味分子刺激相关,在觅食、求偶等生理行为过程中发挥重要的作用。基于家蚕5龄第3天幼虫的基因芯片和蛹期、成虫期的RT-PCR表达谱分析发现,家蚕的GOBP1蛋白基因(gobp1)主要在幼虫的头部及蛹和成虫的触角中表达,在幼虫的睾丸以及成虫的胸足、体壁、脂肪体等非感受器官中也有表达,而GOBP2蛋白基因(gobp2)的表达谱和gobp1相比明显较窄。该结果表明家蚕gobp1以感受气味分子刺激的功能为主,同时还可能具有其他尚未被发现的生理功能;而家蚕gobp2可能具有对气味感受更高、更专一的功能特点。对家蚕及其他12种鳞翅目昆虫的GOBP蛋白序列比对发现,各物种间的GOBP蛋白序列相似性很高,蛋白二级结构元件也高度相似,具有的昆虫OBP典型结构中的半胱氨酸(C)位点非常保守。基于非同义突变与同义突变比值(Ka/Ks)的分子进化分析显示,13种鳞翅目昆虫的GOBP蛋白基因仅有棉铃虫gobp1在分化中受到正向选择作用,揭示不同昆虫的GOBP蛋白基因可能具有相似的生理功能。     

广东省鸡传染性贫血病毒编码区基因的克隆与分子进化分析

为了解鸡传染性贫血病毒(chicken anemia virus,CAV)广东分离株变异情况,通过PCR方法克隆了于2012年分离到的10株CAV的编码区序列,并对其进行了测序及分子进化分析。结果显示,广东CAV分离株编码区全长1 823bp,含有3个互相重叠的开放阅读框(ORF)。序列分析表明,广东省CAV分离株与GenBank上已发表的其他36株CAV比较,VP1核苷酸的同源性在94.1%⁹9.2%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.3%99.2%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.3%⁹9.3%之间;VP2的核苷酸同源性在98.2%99.3%之间;VP2的核苷酸同源性在98.2%¹00%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.9%100%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.9%⁹9.5%之间;VP3的核苷酸同源性在97.8%99.5%之间;VP3的核苷酸同源性在97.8%¹00%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.1%100%之间,推导出的氨基酸的同源性在95.1%⁹9.2%之间;VP1蛋白共有17个位点发生了变异,VP2蛋白共有11个位点发生了变异,VP3蛋白共有6个位点发生了变异。分子进化分析显示,10株CAV广东分离株主要位于两个分支,其中9株CAV分离株与GenBank上已发表的35株CAV处于一个大分支,而GDN-12与分离株KC414026处于另外一个小分支,由此得出其中9株广东CAV分离株是目前主要的流行毒株。     

基于mtDNA ND1基因的家蚕进化分析

对中国青州野桑蚕mtDNA中ND1基因进行了克隆和序列分析。结果显示,野桑蚕ND1基因全长为933bp,编码310个氨基酸残基,A+T含量较高,达78.7%;同源性分析显示,不同来源的家蚕和野蚕ND1基因在核苷酸水平和氨基酸水平具有很高的相似性;以ND1基因的核苷酸序列及氨基酸残基序列进行了家蚕及野桑蚕的分子进化分析,进一步证明家蚕起源于中国野桑蚕。用mtDNA的ND1基因的核苷酸序列Blast家蚕的基因组序列,发现家蚕基因组中存在与ND1基因部分区域同源的序列,表明家蚕基因组中存在起源于线粒体的假基因。     

绵羊β3肾上腺素能受体蛋白结构和分子进化分析

β3肾上腺素能受体(ADRB3)是G蛋白耦联受体超家族的成员之一,主要作用于脂肪组织,参与调节脂肪分解和能量代谢。本文基于NCBI上已经发表的14个物种的ADRB3基因mRNA和蛋白质序列,利用网络信息资源和生物学软件,对绵羊等14个物种进行分子进化分析,为进一步研究其表达调控奠定基础。结果表明:该蛋白包含1段50个氨基酸组成的信号肽,是一种具有7个跨膜区结构的不稳定的疏水性膜蛋白。二级结构由α螺旋(23.95%)、β延伸链(20.49%)和无规则卷曲(55.56%)构成;分子进化分析结果显示,14个物种被分成2支,绵羊、山羊、牛、猪、马、狗、猫、豚鼠、大鼠、小鼠、猕猴、黑猩猩和人聚为一支,虹鳟鱼单独为一支,该聚类结果和公认的动物分类及进化关系吻合;非同义替换率与同义替换率的比值ω为3.756,说明ADRB3基因发生了正向选择,即受自然选择的作用较大。     

梅花鹿IFN-β1基因的克隆与分子进化分析

根据GenBank中牛干扰素-β1(IFN-β1)基因序列(E00137),设计并合成了1对引物,以梅花鹿肝脏组织DNA为模板,采用PCR技术扩增梅花鹿IFN-β1全基因,并克隆、测序。结果表明:梅花鹿IFN-β1基因全长561 bp,编码186个氨基酸,含有6个与二硫键形成有关的半胱氨酸,3个糖基化位点,成熟蛋白含有4个α螺旋,3个β折叠区,7个β转角。序列比较分析发现,梅花鹿IFN-β1基因序列与GenBank发表的23种IFN-β1基因核苷酸序列同源性为3.2%⁹1.1%,氨基酸序列同源性为21.9%91.1%,氨基酸序列同源性为21.9%⁷9.7%。梅花鹿与其他23种动物的IFN-β1基因序列分析和系统进化树分析表明,IFN-β1基因存在种属特异性。梅花鹿INF-β1基因的成功克隆,为进一步研究梅花鹿INF-β1基因表达、生物学活性和应用奠定了基础。     

H5N1亚型禽流感病毒核蛋白基因的克隆及分子进化分析

用RT-PCR法,以1株h5N1亚型禽流感病毒RNA为模板,扩增了NP全基因cDNA.将cDNA克隆于pMD18-T载体,并对其进行测序.测序结果表明所克隆的1542个核苷酸的片段包含了核蛋白完整阅读框架,其中编码区为1497个核苷酸,编码498个氨基酸.将其序列与6株A型流感病毒NP基因序列进行比较,各毒株之间NP基因核苷酸序列同源性为92.5%～95.9%,编码的氨基酸同源性为97.0%～98.4%.本研究通过分子进化分析揭示了各毒株间的亲源关系.     

昆虫sHSP基因的系统进化研究

低分子量热激蛋白 (sHSP)广泛存在于生物界 ,不同组织的sHSP是紧密相关的 ,主要的HSP具有高度保守的氨基酸序列 ,HSP基因的保守性可以为生物进化研究提供一定的科学依据。对昆虫纲的 2个目 4个种的sHSP进行了系统进化分析 ,它们在系统演化上形成两大分支 ,基本代表了其在经典分类上的地位 ;但Bmhsp 2 1.4与其它家蚕及昆虫sHSP在演化上存在极大的分歧 ,在进化上可将Bmhsp 2 1.4与其它 5种家蚕sHSP划分为两大类群 ,推测其在家蚕的演化分析中具有重要地位。另外 ,果蝇致死因子Dml(2 )efl与家蚕的 5种sHSP有更近的关系     

4株鸭坦布苏病毒包膜蛋白基因的分子进化分析及表达

从规模化养鸭场分离到4株鸭坦布苏病毒,成功克隆了包膜蛋白(E蛋白)基因片段,并对其进行了序列测定、分析和表达.结果表明,E基因全长1 503 bp,编码501个氨基酸,序列高度保守.进化分析显示,鸭坦布苏病毒属蚊媒黄病毒类恩塔亚病毒群,与其他坦布苏病毒及近期发现的BYD病毒关系最近.采用原核表达系统对E基因进行了表达,蛋白大小54 300,主要以包涵体形式存在.随后,对E蛋白外功能区序列和3D结构进行了分析,在已解析结构的黄病毒中与WNV E结构最为相似.研究结果为该病的防控和基因工程疫苗的研制奠定了基础.     

家蚕、野桑蚕线粒体Cyt b基因片段序列分析及分子进化研究

以家蚕中系一化地理品种延吉、印度多化品种迈索尔、欧系一化品种法 4 0 8油和中国镇江地区野桑蚕为材料 ,采用PCR技术扩增了其线粒体 (mitochondrialDNA ,mtDNA)细胞色素b(cytochromeb ,Cytb)基因 ,测定其 5′端5 91bp的核苷酸序列 ,并从GenBank中调取中系家蚕品种C10 8、夏芳 ,日系家蚕品种青熟 ,韩国家蚕品种Backokjam和日本野桑蚕的相应序列 ,进行同源性比较 ,发现日系家蚕品种青熟 ,印度家蚕品种迈索尔 ,欧系家蚕品种法 4 0 8油 ,韩国家蚕品种Backokjam和中系家蚕品种C10 8、延吉序列间的同源性最高 ,相互间均为 10 0 % ;日本野桑蚕与各家蚕品种序列间的同源性约 94 %～ 95 % ;中国野桑蚕与各家蚕品种序列间同源性约 98%～ 99%。分子进化树分析显示日本野桑蚕和各家蚕品种相应序列的分歧时间远远早于中国野桑蚕与各家蚕品种序列的分歧时间 ,这是在分子水平上证实家蚕起源于中国野桑蚕的证据之一。     

中国H3亚型流感病毒生态学与分子进化的研究

病毒生态学与分子进化是一门新兴的学科，研究病毒在各种环境中的关系，可以为今后病毒的研究与防治奠定基础。本研究首次详细对我国14株鸭、鸡等禽流感和马、猪等动物的流感病毒的生态学与分子进化进行了分析研究，初步摸清了这些病毒在我国的流行与进化情况，为今后流感病毒疫苗的应用奠定了理论基础，并为今后的H3或其它亚型流感病毒的研究与防制提供了理论基础。     

4个绵羊品种线粒体细胞色素b基因的序列差异和系统进化研究

测定了小尾寒羊、大尾寒羊、洼地绵羊、滩羊和鲁北白山羊5个品种羊415bp线粒体DNA细胞色素6基因片段，其中44个位点检出变异。分析其碱基组成和变异情况，并以鲁北白山羊为外群，用UPGMA和NJ法构建了一系列分子系统树，得到相同的拓扑结构，在分子水平从母系遗传的角度澄清4个绵羊品种的起源分化关系。结果显示：在4个绵羊品种之间，洼地绵羊与滩羊关系最近与小尾寒羊亲缘关系最远。绵羊品种内的平均差异为0．85％，线粒体DNA多态性相对贫乏，推测4个品种绵羊具有共同的母系祖先。