一种石磺科贝类线粒体基因组全序列分析

石磺线粒体基因组全序列对研究石磺科分子系统进化具有重要意义。利用LA-PCR技术对一种石磺Platevin-dexmortoni线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,线粒体基因组序列全长13 991 bp,碱基组成分别为27.27%A、16.78%C、20.23%G、35.72%T;由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和25个长度为2-118 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和5个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为GTG以外,均为典型的起始密码子ATN。ND2和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer和TrnaAsn缺少DHU臂,tRNASer和tRNAThr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有两个类似于的tRNAGln和tRNAPhy的二级结构。     

黄毛纺蚋线粒体基因组全序列测定与分析

利用PCR步移法对黄毛纺蚋的线粒体基因组全序列进行了测定和分析。黄毛纺蚋线粒体基因组全长15904 bp(Gen Bank序列号KP793690),包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为939 bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.1%、35.8%、10.4%、14.7%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知双翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COI以TTG作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COI和ND4L以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。     

沙枣叶绿体全基因组序列及其使用密码子偏性分析

该研究以2株野生沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)嫩枝经温室水培后的嫩叶为材料,采用CTAB法分别提取总DNA,并利用第二代测序技术进行总DNA从头测序,组装后得到2株沙枣叶绿体基因组全序列,并详细分析了其蛋白质编码基因密码子使用的偏好性及其原因,为沙枣叶绿体基因工程和分子系统进化等研究奠定基础。结果显示:(1)组装得到沙枣叶绿体基因组序列全长150 546 bp,由长度为81 113 bp的长单拷贝(LSC)区域和25 494 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及1对分隔开它们的长18 445 bp的反向重复序列(IRS)组成;注释共得到132个基因,包括86个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因。(2)沙枣叶绿体基因组蛋白编码基因密码子的第三位碱基GC含量(GC_3)为28.47%,明显低于整个叶绿体基因组GC含量(37%),也低于第一位(GC_1)和第二位(GC_2)碱基的GC含量,说明密码子对AT碱基结尾有偏好性;其中, UCU、CCU、UGU、GCU、CUU、GAU、UCA和UAA为最优密码子。(3)同义密码子相对使用频率(RSCU)分析发现,影响密码子使用模式的因素并不单一,密码子的偏好性受到突变、选择及其他因素的共同影响,并且自然选择表达引起的序列差异比突变对密码子偏好性的影响要显著;中性绘图分析、有效密码子数(ENC-plot)分析和奇偶偏好性(PR2-plot)分析表明,沙枣叶绿体基因组使用密码子的偏性受选择的影响更大。(4)通过最大似然法、最大简约法和贝叶斯方法对胡颓子科6个物种和1个枣的叶绿体基因序列构建系统发育树,与它们使用密码子偏性聚类的结果一致,表明叶绿体基因组使用密码子偏性与物种的亲缘关系相关。     

蒙古狼线粒体基因组序列分析及其系统发育地位

应用Long-PCR和克隆测序法得到蒙古狼(Canis lupus chanco)线粒体基因组全序列,结合GenBank中现有犬科动物线粒体基因组数据,应用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和Bayesian分析法对蒙古狼的系统发育地位进行了探讨。结果如下:蒙古狼线粒体基因组全长16709bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区。序列碱基的组成存在明显的A-T偏好性。tRNA基因中除tRNA-Ser(AGY)缺少双氢尿嘧啶(DHU)臂以外,其余均能折叠成典型的三叶草二级结构。大多数蛋白质编码基因的起始和终止密码子与犬科动物有报道相同,COXⅡ基因的起始密码子为ATA,与其他犬科动物不同。基于12S rRNA+16S rRNA+H链上的12个蛋白质编码基因的联合数据的系统发育分析发现,在已报道的狼亚种数据中,西藏狼(Canis lupus laniger)的分化时间最早,其次为阿拉伯狼(Canis lupus arabs),蒙古狼与欧亚狼(Canis lupuslupus)的系统发育地位最为接近。     

大紫蛱蝶线粒体基因组全序列分析

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析。分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15233bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.7%、40.2%、12.2%、7.9%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNA Ser(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区。     

斑翅草螽线粒体基因组序列测定与分析

已经测定的昆虫线粒体基因组中, 直翅目草螽亚科的疑钩额螽Ruspolia dubia线粒体控制区长度最短, 仅70 bp。为此, 本研究采用L-PCR结合二次PCR扩增策略对另一种草螽亚科昆虫斑翅草螽Conocephalus maculates线粒体基因组序列进行了测定。序列注释发现: 斑翅草螽线粒体基因组序列全长15 898 bp, A+T含量为72.05%, 基因排列与典型的节肢动物线粒体基因组一致。全部蛋白质编码基因以典型的ATN作为起始密码子, 9个蛋白质编码基因具有完整的终止密码子, 其余4个以不完整的T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余21个tRNAs均可折叠形成典型的三叶草结构, 依照Steinberg等(1997)线粒体特殊tRNA结构类型-9, trnS^AGN的DHU臂形成一个7 nt环, 反密码子臂则长达9 bp, 含1个突起碱基, 而不是正常的5 bp。斑翅草螽与其他直翅目昆虫线粒体基因组的主要区别在于, 在trnS^UCN和nad1, nad1和trnL^CUN基因间各存在一段罕见的、大段的基因间隔序列, 长度分别为78 bp和360 bp。其中, 位于nad1和trnL^CUN之间的基因间隔序列N链可形成一个包含完整起始、终止密码子(ATT/TAA)、编码103个氨基酸的未知开放阅读框。同义密码子使用偏好与线粒体基因组编码的tRNA反密码子匹配情况无关, 但与密码子第3位点的碱基组成紧密相关; 相对密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)大于1的密码子, 其第3位点全部是A或T。在已经测定的直翅目昆虫线粒体基因组tRNAs中, 均存在一定数量的碱基错配, 且以G-U弱配对为主, 表明G-U配对在线粒体基因组中可能是一种正常的碱基配对形式。本研究测定的斑翅草螽线粒体基因组序列, 和先前已经测定的直翅目线粒体基因组序列一起, 可以为重建直翅目的进化历史提供数据资源。     

ANALYSIS OF COMPLETE MITOCHONDRIAL GENOME OF SASAKIA CHARONDA COREANA (LEPIDOPTERA, NYMPHALIDA)

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析.分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15 233 bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区.A、T、C、G碱基含量分别为39.7％、40.2％、12.2％、7.9％.9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同.13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子.在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer (AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构.与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区.     

斐豹蛱蝶线粒体基因组全序列的测定和分析(英文)

该研究对斐豹蛱蝶(Argyreus hyperbius)(鳞翅目:蛱蝶科)线粒体基因组全序列进行了测定和初步分析。结果表明:斐豹蛱蝶线粒体基因全序列全长为15156bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA和2个rRNA基因以及1个非编码的A+T富集区,基因排列顺序与其它鳞翅目种类一致;线粒体全序列核苷酸组成和密码子使用显示出明显的A+T偏好(80.8%)和轻微的AT偏移(AT skew,?0.019)。基因组中共存在11个2～52bp不等的基因间隔区,总长96bp;以及14个1～8bp不等的基因重叠区,总长34bp。除COI以CGA作为起始密码子外,13个蛋白质编码基因中的其余12个基因是以ATN作为起始密码子。除COI和COII基因是以单独的一个T为终止密码子,其余11个蛋白质编码基因都是以TAA结尾的。除了缺少DHU臂的tRNASer(AGN),其余的tRNA基因都显示典型的三叶草结构。tRNA(AGN)和ND1之间的基因间隔区包含一个ATACTAA结构域,这个结构域在鳞翅目中是保守的。A+T富集区没有较大的多拷贝重复序列,但是包含一些微小重复结构:ATAGA结构域下游的20bp poly-T结构,ATTTA结构域后的(AT)9重复,以及位于tRNAMet上游的5bp poly-A结构等。这项研究所揭示的斐豹蛱蝶的线粒体基因组特征,不仅为认识蛱蝶科的遗传多样性贡献数据,而且对于该物种的保护生物学、群体遗传学、谱系地理及演化研究等具有重要意义。     

孟加拉笛鲷线粒体基因组序列结构及其进化

采用Long-PCR扩增线粒体全基因组方法得到了孟加拉笛鲷线粒体基因组全序列.序列分析结果表明,孟加拉笛鲷线粒体基因组序列全长16 511 bp,共有13个编码蛋白质基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个D-loop区.在编码蛋白质基因中,除COⅠ是以GTG作为起始密码子外,其它均是以ATG起始,NDⅠ、COⅡ、ND3以TAG作为终止密码子,而ND4、Cyt b则以不完全的T为终止密码子,其余8个蛋白质基因的终止密码子均为TAA.孟加拉笛鲷线粒体基因组各基因长度、位置与典型的脊椎动物相似,其编码蛋白质基因和rRNA基因与其它硬骨鱼类具有很高的同源性.基于14种笛鲷线粒体区段COⅠ、COⅡ和Cyt b基因的全序列合并成的一个组合数据集构建系统进化树,显示孟加拉笛鲷与四带笛鲷关系最为密切.     

暗纹东方鲀线粒体基因组核苷酸全序列测定与分析

以暗纹东方鲀(Takifugu fasciatus)肝的线粒体DNA为模板,参照红鳍东方鲀(T.rubripes)等近源鱼类的线粒体基因组DNA序列,设计合成14对特异引物,进行PCR扩增并测序,首次获得了暗纹东方鲀线粒体基因组全序列。结果表明,暗纹东方鲀线粒体基因组序列全长16 444 bp(GenBank登录号为GQ409967),A+T含量为55.8%,其mtDNA结构与其他脊椎动物相似,由22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和1段819 bp非编码的控制区(D-loop)所组成。蛋白质基因除COⅠ和ND6的起始密码子为GTG、CCT以外,均为典型的起始密码子ATG。ND1、ATPase8、COⅢ、ND4L、ND5、Cyt b使用典型的终止密码子TAA,其他的使用不完全终止密码子。除ND6和tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer、tRNAGlu、tRNAPro在L-链上编码之外,其余基因均在H-链编码。基因排列顺序与已测定的鲀类一致,这显示了鲀类线粒体基因排列顺序上的保守性。tRNA基因核苷酸长度为64～73nt,预测了22个tRNA基因的二级结构,均呈较为典型的三叶草状。基于19种鲀类mtDNA全序列构建的进化树表明,暗纹东方鲀与红鳍东方鲀、中华东方鲀(T.chinensis)聚成一个姊妹群。结果还支持东方鲀属鱼类为一单系类群。     

Complete sequence and gene organization of the mitochondrial genome of Siamensis Crocodile (<Emphasis Type="Italic">Crocodylus siamensis</Emphasis>)

The complete sequence of mitochondrial genome of Siamensis Crocodile (Crocodylus siamensis) is determined by using PCR amplification, clone and primer-walking sequencing methods. The genome is 16836 bp in size, containing 13 protein-coding, 2 ribosomal and 22 transfer RNA genes. The mtDNA genome of Siamensis Crocodile is similar to most vertebrates in gene component, order, orientation, tRNA structure, low percentage of guanine and high percentage of thymine. The nonstandard stop codes (T) in two protein genes (Cox III and Cyt b) are more than those of most vertebrates. Transfer RNA genes range in length from 61 to 76 nucleotides, and their planar structure present characteristic clover leaf, except for tRNA-Ser (AGY) because of lacking the "DHU" arm.     

The complete nucleotide sequence and gene organization of carp (Cyprinus carpio) mitochondrial genome

The complete sequence of the carp mitochondrial genome of 16,575 base pairs has been determined. The carp mitochondrial genome encodes the same set of genes (13 proteins, 2 rRNAs, and 22 tRNAs) as do other vertebrate mitochondrial DNAs. Comparison of this teleostean mitochondrial genome with those of other vertebrates reveals a similar gene order and compact genomic organization. The codon usage of proteins of carp mitochondrial genome is similar to that of other vertebrates. The phylogenetic relationship for mitochondrial protein genes is more apparent than that for the mitochondrial tRNA and rRNA genes.Correspondence to: F. Huang     

Complete mitochondrial genome of the red drum, Sciaenops ocellatus (Perciformes, Sciaenidae): absence of the typical conserved motif in the origin of the light-strand replication

In this study, the complete mitochondrial genome of the red drum Sciaenops ocellatus was determined first. The genome was 16,500?bp in length and contained 13 protein-coding genes, 2 ribosomal RNA genes, 22 transfer RNA genes, and 2 main non-coding regions (the control region and the origin of the light-strand replication); the gene composition and order of which were similar to most other vertebrates. The overall base composition of the heavy strand was T 25.5%, C 30.7%, A 27.5%, and G 16.3%, with a slight AT bias of 53%. Within the control region, the discrete and conserved sequence blocks were identified. Motif 5'-ACCGG-3' rather than 5'-GCCGG-3' was detected in the origin of light-strand replication (O(L)) of red drum, which is rare in the mitogenomes of Sciaenidae species. These results would play an important role in elucidating sequence-function relationships of the O(L).     

A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis. V. Genes for receptor tyrosine kinase pathway and Notch signaling pathway

In the present survey, we identified most of the genes involved in the receptor tyrosine kinase (RTK), mitogen activated protein kinase (MAPK) and Notch signaling pathways in the draft genome sequence of Ciona intestinalis, a basal chordate. Compared to vertebrates, most of the genes found in the Ciona genome had fewer paralogues, although several genes including ephrin, Eph and fringe appeared to have multiplied or duplicated independently in the ascidian genome. In contrast, some genes including kit/flt, PDGF and Trk receptor tyrosine kinases were not found in the present survey, suggesting that these genes are innovations in the vertebrate lineage or lost in the ascidian lineage. The gene set identified in the present analysis provides an insight into genes for the RTK, MAPK and Notch signaling pathways in the ancient chordate genome and thereby how chordates evolved these signaling pathway.     

缅甸陆龟线粒体全基因组的测序及分析

本文参照近缘物种的线粒体基因组序列,设计17对特异引物,采用LD-PCR、PCR及测序技术获得了我国广西产缅甸陆龟的线粒体全基因组序列,分析了其基因组特点和各基因的定位。结果表明:缅甸陆龟线粒体基因组全长为16813bp,碱基组成为35.30%A、26.47%T、12.09%G、26.14%C,包括13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码基因控制区(D-Loop区)。缅甸陆龟线粒体基因组各基因长度、位置与典型的脊椎动物相似,其编码蛋白质区域和rRNA基因与其它脊椎动物具有很高的同源性,显示龟类线粒体基因组在进化上十分保守。将缅甸陆龟的线粒体基因组序列提交到GenBank,获得的检索号为DQ656607。本文还结合GenBank中已发表的其它16种龟鳖类动物的线粒体基因组序列,探讨龟鳖类动物不同科间的系统进化关系。     

CpG islands, genes and isochores in the genomes of vertebrates

We have shown that human genes associated with CpG islands increase in number as they increase in % of guanine + cytosine (GC) levels, and that most genes associated with CpG islands are located in the GC-richest compartment of the human genome. This is an independent confirmation of the concentration gradient of CpG islands (detected as HpaII tiny fragments, or HTF) which was demonstrated in the genome of warm-blooded vertebrates [A?ssani and Bernardi, Gene 106 (1991) 173-183]. We then reassessed the location of CpG islands using the data currently available and confirmed that CpG islands are most frequently located in the 5'-flanking sequences of genes and that they overlap genes to variable extents. We have shown that such extents increase with the increasing GC levels of genes, the GC-richest genes being completely included in CpG islands. Under such circumstances, we have investigated the properties of the 'extragenic' CpG islands located in the 5'-flanking segments of homologous genes from both warm- and cold-blooded vertebrates. We have confirmed that, in cold-blooded vertebrates, CpG islands are often absent; when present, they have lower GC and CpG levels; the latter attain, however, statistically expected values. Finally, we have shown that CpG doublets increase with the increasing GC of exons, introns and intergenic sequences (including 'extragenic' CpG islands) in the genomes from both warm- and cold-blooded vertebrates. The correlations found are the same for both classes of vertebrates, and are similar for exons, introns and intergenic sequences (including 'extragenic' CpG islands). The findings just outlined indicate that the origin and evolution of CpG islands in the vertebrate genome are associated with compositional transitions (GC increases) in genes and isochores.     

The plastid genome of the red alga Laurencia

We present the 174,935 nt long plastid genome of the red alga Laurencia sp. JFC0032. It is the third plastid genome characterized for the largest order of red algae (Ceramiales). The circular‐mapping plastid genome is small compared to most florideophyte red algae, and our comparisons show a trend toward smaller plastid genome sizes in the family Rhodomelaceae, independent from a similar trend in Cyanidiophyceae. The Laurencia genome is densely packed with 200 annotated protein‐coding genes (188 widely conserved, 3 open reading frames shared with other red algae and 9 hypothetical coding regions). It has 29 tRNAs, a single‐copy ribosomal RNA cistron, a tmRNA, and the RNase P RNA.     

黑麂线粒体基因组序列分析

采用PCR产物直接测序方法测定了黑麂线粒体基因组全序列 ,初步分析了其基因组特点并定位了各基因的位置 .结果显示 :黑麂的线粒体基因组全序列长度为 1 6 35 7bp ,可编码 2 2种tRNA、2种rRNA、1 3种蛋白质 ,碱基组成及基因位置与小麂、赤麂和其它哺乳类动物的线粒体基因组相似 ;模拟电子酶切图谱与先前的报道基本一致 ;基于细胞色素b的全基因序列 ,分别以最大简约法、N J法、最大似然数法与其它 1 4种鹿类动物的相应序列进行了聚类分析 ,构建出相似的系统进化树 :初步确定了麂亚科动物在鹿科中处于与鹿亚科、北美鹿亚科并列的进化地位 .在此基础上 ,进一步以黑麂、赤麂、小麂的线粒体编码RNA和编码蛋白质的基因序列构建系统进化树 ,分析了三者的亲缘关系 .结果表明 :黑麂和赤麂亲缘关系较近 ,是较新的物种 ,而小麂是较为原始的物种