基于叶绿体基因组探讨地黄属及其近缘类群的系统发育关系

利用叶绿体基因组序列对地黄属及其近缘类群的系统发育关系进行研究。基于GenBank公共数据库,下载地黄属及相关类群的叶绿体全基因组序列52条(50个物种),包括广义玄参科物种23种、近缘类群17种和外类群8种(木犀科和苦苣苔科),分别采用最大似然法及贝叶斯推断进行系统发育分析。结果表明,叶绿体全基因组数据能够显著提高系统发育分析的支持率;广义玄参科不是一个单系;除外类群外,我们共得到5个分支,分别为列当科、泡桐属、肉果草属、玄参属、车前科。地黄属形成一个单系,为列当科其它属的基部类群。列当科内物种间叶绿体基因组大小及所包含的基因数目均差异显著。本研究结果支持APG系统对相关科属的处理,包括将婆婆纳属、腹水草属、毛地黄属从广义玄参科移出至车前科;火焰草属、钟萼草属、马先蒿属、地黄属移出至列当科;泡桐属独立为泡桐科。     

Novel Alkaloids from Marine Actinobacteria: Discovery and Characterization

The marine environment is an excellent resource for natural products with therapeutic potential. Its microbial inhabitants, often associated with other marine organisms, are specialized in the synthesis of bioactive secondary metabolites. Similar to their terrestrial counterparts, marine Actinobacteria are a prevalent source of these natural products. Here, we discuss 77 newly discovered alkaloids produced by such marine Actinobacteria between 2017 and mid-2021, as well as the strategies employed in their elucidation. While 12 different classes of alkaloids were unraveled, indoles, diketopiperazines, glutarimides, indolizidines, and pyrroles were most dominant. Discoveries were mainly based on experimental approaches where microbial extracts were analyzed in relation to novel compounds. Although such experimental procedures have proven useful in the past, the methodologies need adaptations to limit the chance of compound rediscovery. On the other hand, genome mining provides a different angle for natural product discovery. While the technology is still relatively young compared to experimental screening, significant improvement has been made in recent years. Together with synthetic biology tools, both genome mining and extract screening provide excellent opportunities for continued drug discovery from marine Actinobacteria.     

水产生物基因组研究进展与趋势

本文综述了水产生物基因组研究相关技术的发展历程和关键技术的应用。以二代测序技术的出现为分界点,首先回顾了早期水产养殖生物在遗传学和分子生物学方面的研究结果,以及为开展全基因组测序所做的相关基础研究,然后重点介绍了二代测序技术应用于水产生物全基因组测序和经济性状遗传基础解析的研究进展,最后展望了水产生物基因组研究发展趋势。水产生物经济性状遗传机制高度复杂,从全基因组角度阐明其遗传机制仍有很多难题,但基因决定性状是生物学法则之一,探索这一过程的奥秘引人入胜。     

Putative virulence-related genes in Vibrio anguillarum identified by random genome sequencing

The genome of Vibrio anguillarum strain H775-3 was partially determined by a random sequencing procedure. A total of 2,300 clones, 2,100 from a plasmid library and 200 from a cosmid library, were sequenced and subjected to homology search by the BLAST algorithm. The total length of the sequenced clones is 1.5 Mbp. The nucleotide sequences were classified into 17 broad functional categories. Forty putative virulence-related genes were identified, 36 of which are novel in V. anguillarum, including a repeat in toxin gene cluster, haemolysin genes, enterobactin gene, protease genes, lipopolysaccharide biosynthesis genes, capsule biosynthesis gene, flagellar genes and pilus genes.     

斜带髭鲷线粒体DNA控制区序列的结构分析

采用PCR技术获得我国南海斜带髭鲷（Hapalogenys nitens）养殖及野生群体共50尾样品的mtDNA控制区全序列,长度范围788～790bp;测得序列与GenBank下载的其他鲈形目鱼类D-loop全序列利用CLUSTALX进行排序后,对控制区结构进行分析。识别了其终止结合序列区、中央保守区和保守序列区,指出了终止相关序列的主体是TACAT与其反向互补序列ATGTA以及一系列保守序列（CSB-F、CSB-E、CSB-D和CSB-1、CSB-2、CSB-3）,并给出了其一般形式;此外,基于斜带髭鲷D-Loop全长序列,利用贝叶斯法构建了分子系统进化树。结果显示,斜带髭鲷养殖群体与野生群体部分样品各自紧密聚成一小支,而在整棵进化树上,养殖样品与野生样品相互交错聚集在一起,可见本研究海区斜带髭鲷养殖群体与野生群体之间的遗传差异分化不显著。     

钾营养影响水稻叶绿体的形态定量分析

应用透射电镜观察了不同钾营养（ｋ０：不施钾;ｋ１：１．５ｇ／盆）影响水稻叶绿体发育的超微结构,并应用图象分析技术和形态计量学方法,测定分析了叶绿体的二维形态参数和三维体视学参数。结果表明：水稻叶绿体的面积、周长、等效直径在抽叶第９天比第２天显著增大（ｐ＜０．０１）,ｋ１较ｋ０有显著增大（ｐ＜０．０１）。体密度、面密度随生长期而增大,方差分析显示与生长天数呈高度正相关（ｐ＜０．０１）,ｋ１较ｋ０有一定的增大。ｋ１叶绿体发育较ｋ０提早,而解体较迟。本实验结果进一步证明了钾有促进水稻叶绿体发育、延缓其衰老、提高光合作用的效应。     

鱼类弹状病毒分子生物学研究动态

鱼类弹状病毒(Fish rhabdovirus)是一类引起鱼及其他水生动物致死性和流行性病害的重要病毒病原。对鱼类弹状病毒基因组的结构和功能研究,是深入探讨这类病毒感染和致病机理、研制病毒疫苗及诊断试剂的理论基础。本文就鱼类弹状病毒的基因组结构,包括N基因、P基因、M基因、G基因、NV基因、L基因及编码的相应蛋白、3′前导区和5′拖尾区、基因连接区等的组成及功能的研究进展作一综述,旨为抗病毒疫苗的研制及建立准确高效的检测方法提供借鉴。     

大白菜InDels标记开发及其在剩余杂合体鉴定中的应用

大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)参考基因组序列的公布及测序成本的降低为大规模开发插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)标记提供了可能.本研究以性状差异明显的大白菜自交系He102与06-247为亲本,开展了全基因组重测序、标记开发和验证工作.二者测序深度分别为10×和8×,经筛选共获得330 218个InDels差异位点,出现频率为1.2个/kb,其中有11 238个差异位点位于编码区,包括5 184个差异基因,每个基因平均包含2.2个差异位点.分别以He102与06-247测序数据中筛选出的多态性InDels位点为参照,从10条染色体上随机选择933个位点进行了PCR扩增及电泳检测验证.结果表明,测序深度对假阳性率有直接影响,以测序较深的材料中筛选到的差异位点为参照,其验证结果的假阳性率亦较高,反之则较低.本研究中以He102与06-247为参照选择InDels位点验证的平均假阳性率分别是51.9％和22.5％.从933个位点中共筛选出593个在亲本之间实际表现为多态性的位点,这些差异位点中有375个位于编码区,是潜在的功能性标记.利用上述差异位点,检测了He102与06-247衍生的F7代重组自交系群体,明确了F7代各株系在593个位点的纯/杂合状态,为利用剩余杂合株系精细解析和精准定位大白菜耐抽薹、抗病毒、抗干烧心等重要农艺性状奠定了基础.     

菜豆根瘤菌Rhizobium etli CFN42全基因组含信号肽分泌蛋白的鉴定与分析

利用菜豆根瘤菌Rhizobium etli CFN42全基因组测序结果,结合计算机技术和生物信息学分析方法,对菜豆根瘤菌蛋白质组中的分泌蛋白进行预测和分析,以便更深入地了解共生固氮的分子机制。经过分析发现,在该根瘤菌5 963个蛋白质中,具有信号肽的分泌蛋白332个,占总数的5.4%主要涉及底物转运、物质代谢和信号转导等方面。在有功能描述的186个分泌蛋白中,识别了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型分泌系统和丝氨酸蛋白酶,这些蛋白质可能参与了根瘤菌对宿主植物的侵染,是两者分子对话的关键参与者;在假定蛋白中,通过结构域分析,发现了SH3b、BA14K和EFh结构域,含有这些结构域的分泌蛋白可能参与了根瘤信号转导途径。在根瘤菌共生结瘤过程中,分泌蛋白发挥了重要作用。