五指山猪和杜洛克猪全基因组选择信号差异分析

旨在探究五指山猪和杜洛克猪免疫和脂质代谢相关基因的选择信号差异。本研究从海南国家级五指山猪保种场采集30头4月龄健康(10公,20母)五指山猪的耳组织进行全基因组重测序(whole genome sequencing,WGS),从NCBI数据库下载29头杜洛克猪全基因组重测序数据(SRA：PRJNA378496);通过生物信息学方法分析59个样本WGS数据的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs),进行SNPs过滤,定位SNPs在基因组的位置,分析其结构特征和基因型频率,并注释对应基因的功能;使用XP-CLR方法筛选五指山猪基因组受到强烈选择的区域,分析两个品种相关通路基因的功能差异。结果表明,五指山猪平均每个样本共筛选到36 961 902个SNPs位点,内含子区域分布最多,平均每个样本16 729 364个,约占45.26%,编码区(起始、终止密码子)平均有2 073个SNPs;五指山猪受选择的基因组区域主要集中在免疫、代谢和神经功能相关通路;免疫反应通路中,9个基因(TGFBR2、IL26、IL15、BMPR2、TNFSF15、TNFSF4、TNFSF8、ACKR4、TNFRSF11B)功能区域SNPs位点在五指山猪中只存在一种突变纯合基因型,而在杜洛克猪大部分个体中存在3种基因型(野生纯合基因型、杂合子、突变纯合基因型),其中野生纯合基因型比例最高;脂类代谢通路中,关键调节基因IRS2、PRKG1、ADCY5的基因型频率与免疫反应基因类似。在五指山猪中突变纯合基因型比例为100%,在杜洛克猪中野生纯合基因型所占比例为48%~93%(14/29-27/29)。本研究筛选出与五指山猪免疫性状相关的候选基因9个、与脂类代谢相关的候选基因3个,发现五指山猪免疫、代谢和神经功能相关基因的受选择程度强于杜洛克猪,为揭示五指山猪特色性状形成的分子机制提供参考。     

猪基因组结构变异研究进展

结构变异（structural variation,SV）广泛分布在基因组中,并主要以缺失、插入、重复、倒位和易位的形式出现。SV可以通过不同的机制直接或间接影响基因剂量,从而导致畜禽的表型变异,甚至引起疾病。随着分子生物学的发展和新基因组技术的进步,SV在猪基因组的研究越来越多,主要包括繁殖性状、肉质性状、生长性状、毛色、疾病等。本文参考了国内外相关报道,对SV的定义、分类、形成机制、检测方法以及在猪基因组的研究进展进行综述,并对目前SV研究存在的问题提出了建议以及未来的研究趋势进行了展望。     

1株利用乳酸的猪源丁酸梭菌的分离鉴定及基因组序列分析

【目的】 研究1株利用乳酸的猪源丁酸梭菌的基因组信息。【方法】 采用厌氧培养法, 通过乳酸分解培养基(LADM)初筛、梭菌增殖培养基(RCM)复筛, 从饲喂乳酸菌发酵饲料的健康仔猪肠道内容物中分离利用乳酸快、丁酸转化率高的菌株, 对所筛选的菌株进行形态鉴定、16S rDNA序列分析、乳酸转化特性试验、基因组重测序和框架图测序, 并对其编码蛋白进行功能注释。【结果】 分离得到1株分离菌LY33, 基于形态和16S rDNA序列分析鉴定为丁酸梭菌。菌株LY33对乳酸具有较好的利用能力, 在生长第6天可将66 mmol的乳酸基本转化完全, 生成17 mmol左右的丁酸。LY33菌株的重测序表明, 其编码基因整体变异较小, 与参考基因组相比, LY33菌株全基因组杂合比率为0.022‰, 单核苷酸多态性(SNP)位点变异总数21 590个(占整个基因组0.4666%), 插入缺失(InDel)突变总和594个(占0.0128%), 不存在拷贝数变异(CNV), 结构变异(SV)注释的变异总数103个(占0.0003%)。突变基因主要为与菌株生长、能量代谢调节、维生素合成(特别是生物素)有关的基因, 分布于2条染色体的多条序列上。LY33菌株框架图测序及其编码基因蛋白的功能注释表明, 其基因组序列长度4 627 127 bp, GC含量28.60%, 含有4 171个基因, 编码区总长度占比84.12%, 参与了糖代谢(carbohydrate metabolism)、膜转运(membrane transport)和氨基酸代谢(amino acid metabolism)等多种代谢途径转化过程, 基因组中抗大环内酯类药物、抗杆菌肽、VanI糖肽抗性基因个数较多。【结论】 本研究从饲喂4%乳酸菌发酵饲料的健康仔猪肠道内容物中分离到1株利用乳酸快、丁酸转化率高的LY33菌株, 经鉴定为丁酸梭菌, 其具有良好的应用前景, 可作为一种新的微生物资源用于微生态制剂产品。     

Pollen dispersal in a hinoki (Chamaecyparis obtusa) seed orchard detected using a chloroplast DNA marker

Pollen dispersal was estimated in two test plots in a hinoki (Chamaecyparis obtusa) seed orchard using a chloroplast DNA marker, the spacer region between thetrnD andtrnY genes, and SSCP (single strand conformation polymorphism). In Plot 1, 2,020 seeds from 40 trees within 30 m of the marker tree were analyzed using the PCR-SSCP method. In Plot 2, 1,850 seeds from 37 trees were analyzed in the same manner. The results revealed that the maximum pollen dispersal distance in the two plots exceeded 25 m. Pollen dispersal appeared to be inversely proportional to the distance from the marker tree. The effective pollen dispersal was suggested to be less than about 20 m in a mature hinoki seed orchard. Adjacent trees had an excessive influence when the pollen density was increased by artificial flower stimulation. Therefore, it was suggested that seed production better resembles ideal random mating when carried out as naturally as possible. In conclusion, the SSCP chloroplast DNA marker was a useful tool for amassing basic information on pollen management in seed orchards of coniferous species.     

香蕉束顶病毒基因组和编码蛋白的研究进展

香蕉束顶病毒是一直径约为18～20nm的等轴病毒粒子，基因组至少由6个组分组成。它们有3个共同区域：开放阅读框架、主要共同区和颈环共同区。这些组分编码的蛋白为：BBTV DNA—1编码了复制起始蛋白；BBTV DNA—2和BBTV DNA—6编码的蛋白功能未定；BBTV DNA—3编码病毒的外壳蛋白；BBTV DNA—4编码运动蛋白；BBTV DNA—5编码类成视网膜细胞瘤结合蛋白。     

犬细小病毒JL-M13株的分离鉴定及全基因组序列分析

将检测为犬细小病毒(CPV)阳性的病料经处理后接种F81细胞盲传3代并获得一株细小病毒,命名为JL-M13。应用重叠PCR技术从JL-M13中扩增出5条核苷酸序列,拼接后进行序列分析。结果表明,所获病毒核酸基因组大小为4 621bp,与其他犬细小病毒的基因相似性为98.2%~99.4%。系统发育树分析表明,JL-M13与CPV-2毒株(EF011664.1)相似率最高,与Type-2型犬细小病毒疫苗株相距较远。     

猪圆环病毒2型LN株初步分离与全基因组测序

为了解猪圆环病毒2型(PCV-2)在河南地区猪场的流行情况,采用常规方法对采集自河南省洛阳市某猪场病料中的PCV-2进行了分离,并对其全基因组进行了扩增、克隆和测序。结果表明,从患病仔猪的病料中分离到了1株PCV-2,命名为LN株,该毒株的全基因组序列大小为1 767 bp。该试验结果为从分子水平上揭示PCV-2的致病特性,开发PCV-2的相关疫苗和诊断产品奠定了基础。     

7种睡莲属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

以7种睡莲属植物叶绿体基因组为研究对象,分析其叶绿体基因组的密码子使用偏好性,探讨影响其密码子偏好性形成的主要因素。结果表明,7种睡莲叶绿体密码子使用偏好性相似,基因组序列富含A/T碱基,密码子第3位碱基以A/T结尾为主;有效密码子数（ENc）分别为40.14~61.00、40.14~61.00、40.55~57.61、39.77~57.61、39.55~57.30、39.56~61.00和40.10~61.00,均明显大于35,表明其密码子使用偏好性较弱。ENc-plot、PR2-plot和中性绘图分析表明,它们的叶绿体密码子偏好性形成受自然选择、碱基突变等多种因素共同影响,其中自然选择起主导作用。通过同义密码子RSCU值分析,发现以A/T结尾的高频密码子27个,以G/C结尾的低频密码子26个,进一步依据密码子RSCU和△RSCU值,最终确定出4个最优密码子。此外,基于7种睡莲叶绿体基因组密码子使用偏好特征RSCU值、CDS序列及其全基因组序列分别构建系统进化树,分析发现3种方法构建的物种间进化关系相似,均划分为2大分支,其中Nymphaea alba var.rubra、Nymphaea alba、Nymphaea ampla、Nymphaea capensis、Nymphaea jamesoniana和Nymphaea lotus划归第1分支,Nymphaea mexicana单独形成第2分支。研究结果进一步支持了物种内遗传关系与密码子使用偏好性之间存在一定关系。     

香花枇杷质体基因组序列密码子偏性分析

选取香花枇杷质体基因组进行密码子使用偏好性的生物信息学分析,用于理解其密码子使用偏性的主要原因,为今后该属植物基因的进化、起源以及转化体系中载体构建等方面研究提供借鉴。利用Codon W 1.4.2、SPSS statistics 17.0、Excel 2016和cusp等软件对筛选出的37条基因编码序列密码子进行最优密码子分析、中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot绘图分析。结果表明,ENC平均值为47.02;GC₃与GC₁、GC₂的相关性均不显著;GC_all为39.08%,GC₁（48.79%）>GC₂（40.18 %）>GC₃（28.44%）;RSCU>1的29个密码子中有28个以A或U结尾;PR2-plot绘图分析显示多数位点偏离中心,落于左下方位置;确定了UUU、UUG、CUU等15个最优密码子。香花枇杷叶绿体基因组中,同义密码子的使用偏性较弱（47.02）;密码子的第1、 2位碱基组成比较相似,但均不同于第3位;整体A、U含量大于C、G,末位碱基以A、U为主,且嘧啶的使用频率高于嘌呤;香花枇杷叶绿体基因组密码子的使用模式主要受到选择、突变的和其他因素的综合作用影响。     

肖蒲桃叶绿体基因组结构特征及系统发育关系

【目的】肖蒲桃(Syzygium acuminatissimum)是我国南方高价值的硬木树种之一,适宜作为行道树或园景树。研究揭示肖蒲桃叶绿体基因组的结构特征及系统发育关系,对蒲桃属甚至桃金娘科的分类学研究具有重要意义。【方法】使用CTAB法提取肖蒲桃叶片基因组DNA。利用Illumina HiSeq X TEN平台进行高通量测序,在SPAdes v3.13.0上组装叶绿体基因组,并通过GeSeq注释肖蒲桃的完整叶绿体基因组。分析了肖蒲桃叶绿体基因组的结构特征、序列特征及系统发育关系。【结果】肖蒲桃完整的叶绿体基因组长度为159 352 bp,共有109个基因,包括78个蛋白质编码基因、27个tRNA基因和4个r RNA基因,其中17个基因具有内含子;检测到21 379个密码子,其中丝氨酸密码子最丰富、蛋氨酸密码子最匮乏;检测到47个RNA可编辑位点,其中ndhB基因最多(10个);检测到48个长片段重复序列,其中18个正向重复、6个反向重复、22个回文重复和2个互补重复;检测到230个简单重复序列,其中绝大多数为单核苷酸(205个)。基因组比较分析结果表明,4个蒲桃属植物的IR边界有较小差异,核苷酸多样性高于0.015的区间有7个。系统发育分析结果表明,肖蒲桃与丁香蒲桃(S. aromaticum)关系密切。【结论】研究结果有助于开展后续的蒲桃属系统发育研究和物种鉴定工作。