寄主植物对南亚果实蝇过冷却点和体液冰点的影响

南亚果实蝇Zeugodacus tau(Walker)是一种世界性的重要检疫害虫,严重危害多种水果和瓜菜。为明确寄主植物对南亚果实蝇耐寒性的影响,本文利用过冷却点仪,对取食苦瓜Momordica charantia L.、黄瓜Cucumis sativus L.、丝瓜Luffa aegyptiaca Miller和杧果Mangifera indica L.的南亚果实蝇5个发育阶段的过冷却点和体液冰点进行了测定。结果显示：每一组寄主植物上的5个发育阶段中,南亚果实蝇5日龄蛹的过冷却点和体液冰点均为最低,显著低于1日龄蛹、幼虫和成虫;不同寄主南亚果实蝇同一发育阶段的过冷却点和体液冰点存在显著差异,均值分别为-23.97～-8.06℃和-14.02～-0.59℃,其中取食苦瓜的南亚果实蝇5日龄蛹过冷却点和体液冰点最低,均值分别为-23.97℃和-14.02℃,但与黄瓜无显著差异;4种寄主中老熟幼虫、1日龄蛹、1日龄雌成虫和5日龄雌成虫过冷却点均为取食黄瓜最低;杧果种群1日龄雌成虫过冷却点最高,均值为-7.47℃,苦瓜种群老熟幼虫体液冰点最高,均值为-0.59℃。本研究有助于了解寄主对南亚果实...     

假眼小绿叶蝉微卫星位点的生物信息学分析

【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记,采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina Hi Seq测序技术,构建了PE文库(~400bp),对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描,并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列(SSR)。针对微卫星序列共设计10对引物,并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条,其中包含SSR的Scaffold共计1 545条,共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中,共包括87种重复基元类型,二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占SSRs总数的70.26%和27.84%;二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元,分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中,5对具有多态性,在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性,具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化,种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。     

基于线粒体COⅡ基因序列的中华蜜蜂地理种群的遗传多样性研究

通过分析我国20个不同地理种群中蜂线粒体COⅡ序列的变异,对中华蜜蜂群体遗传分化程度遗传多样性进行全面研究。结果表明:COⅡ基因部分序列中共发现16个变异位点和18个单倍型,核苷酸差异数的平均值为0.939,核苷酸分歧度(Dxy)在0.1%~0.965%之间变化,核苷酸遗传距离为-0.007%~1.489%。总种群的Fst为0.4978,差异均极显著(P0.001)。研究结果显示种群总体单倍型多样性较为丰富,种群间核苷酸分歧度差异很大。20个东方蜜蜂不同地理种群间存在显著的遗传分化。     

中国丝光绿蝇种群线粒体细胞色素b基因的遗传多样性及其对法医学上死亡地点推断的意义

【目的】对中国多地丝光绿蝇Lucilia sericata种群线粒体细胞色素b(cytochrome b, CYTB)基因进行测序,探究地理隔离对中国丝光绿蝇线粒体细胞色素b基因遗传多样性的影响,并探讨其在法医学上死亡地点推断中的应用。【方法】对2016年采自中国11个地区的丝光绿蝇55头个体的线粒体细胞色素b基因进行PCR扩增和测序;运用MEGA 6.0进行遗传多样性分析、系统发育分析和遗传距离分析,运用Primer 5进行聚类分析,运用WinArl35软件进行遗传分化研究,运用DnaSP 5.0进行单倍型统计分析,运用SPSS进行数据整理。并于2017年采用随机抽样的方法抽取其中2个地区(七台河和楚雄),再捕捉丝光绿蝇进行地域特征单核苷酸多态性(SNP)位点的验证实验。【结果】共获得55条丝光绿蝇线粒体CYTB基因序列(GenBank登录号:MG696659-696663; MG734397-734446),共发现19个变异位点,样本总体核苷酸多态度(Pi)为0.00205,组内平均遗传距离为0.00178。主坐标聚类分析显示所有样本聚为3簇。种群间遗传分化指数Fst有统计学意义的共有6组,范围为0.056～0.350。累计遗传距离和累计纬度差之间具有较高的相关性。序列比对共发现11个地域性私有SNP位点,14个私有单倍型。SNP位点验证实验表明,楚雄样本无新增的SNP位点,七台河样本新增3个SNP位点,其中2个地域性私有SNP位点。【结论】地理隔离对中国丝光绿蝇线粒体细胞色素b基因的遗传多样性具有影响,这种影响可能对法医学上死亡地点的推测有所帮助。     

基于ITS和trnL-trnF序列的草木樨种群遗传多样性研究

以白花草木樨(Melilotus alba)和黄花草木樨(Melilotus officinalis)18个地理种群植物为材料,用ITS序列和trnL-trnF序列研究了2种草木樨不同种群间的遗传多样性。结果表明:(1)trnL-trnF序列对位后长度为459bp,其中包括6个变异位点,6个简约信息位点,G+C含量为33.1%;ITS序列对位后长度为714bp,其中包括5个变异位点,3个简约信息位点,G+C含量为48.9%。(2)在基于trnL-trnF序列构建的系统发育树中,2种草木樨能够形成单系分支,说明trnL-trnF序列在草木樨中的鉴别能力较强。(3)单倍型多样性以及核苷酸多样性分析表明,黄花草木樨的遗传多样性高于白花草木樨。     

华北地区中华蒙潮虫(甲壳动物亚门:等足目)种群遗传多样性研究

中华蒙潮虫Mongoloniscus sinensis(Dollfus,1901)隶属于甲壳动物亚门Crustacea等足目Isopoda潮虫亚目Oniscidea,中国特有种。为了探究中华蒙潮虫的种群遗传分化和系统进化关系,采用PCR对采自华北地区10个地理种群89只个体线粒体2个基因COⅠ和ND5进行联合分析。结果表明:1)中华蒙潮虫COⅠ部分基因长604 bp,ND5部分基因长615 bp,拼接序列长1 219 bp,T、C、A和G含量分别为41.0%、11.2%、30.8%和17.0%,具有显著的A+T偏倚;变异位点503个(占总核苷酸序列的41.3%),序列间的转换/颠换比值为2.8。2)89只个体共45种单倍型,单倍型多样性0.964,核苷酸多样性0.005 6,整体遗传多样性水平中等;单倍型H1、H15、H16、H21、H41为2～3个种群共享单倍型。3)联合基因(COⅠ+ND5)系统发育树表明,最早出现的是华北以北地区(山西大同、河北石家庄),最晚分化出的是华北以南地区(山西临汾、陕西西安未央区、河南新乡),演化路线为从北向南,个别种群单倍型未按地理来源形成明显的簇群。4)平均遗传分化指数为0.513,基因流为0.24;分子变异分析结果表明,种群的变异与分化主要来自种群内部,错配分布呈多峰,结合中性检验(Tajima's D=-1.429;Fu's F_s=6.499),发现中华蒙潮虫近期未经历扩张,但种群内部分化显著,增长平稳。本研究首次基于线粒体多基因联合分析了中华蒙潮虫种群遗传多样性。     

应用ISSR-PCR分析蒙古栎种群的遗传多样性

本研究应用ISSR标记技术对东北地区的优势树种蒙古栎(Quercus mongolica)的25个种群遗传多样性进行了分析, 目的是为蒙古栎早期选择提供依据。从60条ISSR引物中筛选出10个特异性强、稳定性好的引物进行ISSR分析。共获得位点数71个, 其中多态位点数56个, 多态位点百分率为78.87%。PopGene分析结果表明: 种群的平均多态位点百分率为45.2%, Shannon表型多样性指数(I)平均值为0.25, 具有较高的遗传多样性, 种群间存在一定程度的基因流(N_m为1.3818)和遗传分化(Nei’s信息多样性指数平均值为0.1068, G_st平均值为0.2657), 种群内的基因多样度占总种群的73.43%, 种群间占26.57%, 表明蒙古栎种群的变异主要来源于种群内。结合聚类分析和地理变异规律把种群划分为两个大的种群组: 小兴安岭种群组和长白山种群组。以上结果可为栎属种质资源的保护和利用以及物种分化研究提供基础资料。     

东平湖麦穗鱼群体遗传结构的微卫星标记分析

利用微卫星标记技术,采用26对鲤微卫星引物对山东东平湖麦穗鱼进行全基因组扫描.结果表明,有13对引物能获得稳定的特异性条带(占总数的50%),其中有6个微卫星位点具有多态性(占总数的23.1%).6个多态位点共检测到22个等位基因,每个位点的等位基因数从2个到7个不等,大小在80～406bp之间;平均多态信息含量(PIC)为0.5115,平均观测杂合度(H0)为0.6812,平均期望杂合度(HE)为0.5775.研究结果表明,东平湖麦穗鱼群体遗传多样性较丰富,种群结构合理,种质资源处于安全状态.     

浙江3个河川沙塘鳢群体线粒体16S rRNA基因序列的研究

为进一步了解浙江省河川沙塘鳢种质资源现状,通过对建德(JD)、钟管(ZG)的野生群体以及八里店养殖群体(BLD)的线粒体16S rRNA基因片段进行扩增和测定。获得了约590 bp的同源序列,其中变异位点72个,占分析位点的12.2%,含有66个简约信息位点,平均转颠换比值为1.83,4种碱基在所得序列中平均含量为A (30.8%)、G (21.1%)、T (23.6%)、C (24.5%),其中A+T含量为54.4%,略高于C+G含量。分子方差分析(AMOVA)显示,群体间的遗传分化系数(FST=0.393 47)在0.25以上,具有较高程度的遗传分化。基于邻接法构建的系统发育树和中间连接法构建的单倍型网络图均显示,建德群体单独聚为一支,且与另外两个群体相隔较远。群体中性检验、错配分析表明,钟管群体历史上较为稳定,未曾经历过显著种群扩张,建德群体近期经历过种群扩张。     

食料对南亚果实蝇解毒酶活力的影响

昆虫解毒酶是一类异质酶系, 对分解大量的内源或外源有毒物质、维持正常生理代谢起着重要作用。本文采用生物化学的方法测定了5种寄主果实对南亚果实蝇Bactrocera tau Walker 3个虫态体内总蛋白含量和5种解毒酶的活力。双因子方差分析显示, 南亚果实蝇种群取食黄瓜Cucumis sativus L.、南瓜Cucurbita moschala L.、丝瓜Luffa cylindrical L.、冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Coqn.和苦瓜Momordica charantia L.后, 体内蛋白含量和解毒酶活性均存在显著差异。以丝瓜为食料时, 南亚果实蝇体内蛋白含量较高; 而以黄瓜和冬瓜为食料时蛋白含量则相对较低。在以上5种寄主果实间, 南亚果实蝇的羧酸酯酶（CarE）活性在黄瓜和南瓜上较高, 细胞色素P450 O-脱甲基和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性在苦瓜上较高, 酸性磷酸酯酶（ACP）和碱性磷酸酯酶（ALP）活性却分别在黄瓜和南瓜上较低。在幼虫、蛹和成虫3个虫态间, 解毒酶活性亦存在显著差异, 成虫具有较高的CarE活性;幼虫具有较高的细胞色素P450 O-脱甲基, GST和ALP活性,但具有较低的ACP活性;除ACP外,蛹期解毒酶活性均较低。据以上结果可以推测,南亚果实蝇解毒酶活力受寄主果实种类以及该种群本身发育阶段的影响。     

Contrasting nifD and ribosomal gene relationships among Mesorhizobium from Lotus oroboides in northern Mexico

PCR screens for length variation in a 5' portion of 23S ribosomal RNA and in the 3' end of the 16S rRNA-23S rRNA internal transcribed spacer (ITS) region indicated that nodule bacteria from a Mexican population of Lotus oroboides were diverse on a local scale. Three 23S rRNA length variants and five ITS length variants were detected among the 22 isolates. Sequencing of nearly full-length 16S rRNA genes in three isolates indicated that they fell into the genus Mesorhizobium, but comprised two distinct groups. Two isolates were closely related to M. loti LMG 6125T, while the other isolate clustered with an assemblage of Mesorhizobium taxa that included M. amorphae, M. plurifarium and M. huakuii. However, a phylogenetic tree based on 715 bp of the nitrogenase alpha-subunit (nifD) gene was significantly discordant with the relationships inferred from rRNA sequences. Two isolates that were nearly identical for 16S rRNA had nifD genes that varied at 2% of sites, and one of these nifD sequences was identical to that of another isolate with a strongly divergent 16S rRNA gene. A plasmid screen followed by Southern hybridization indicated that only one of these strains harbored a plasmid-borne nifD gene. These results imply that gene transfer events have altered the distribution of nifD sequences among lineages within this natural population of Mesorhizobium strains.     

Comparative performance of the 16S rRNA gene in DNA barcoding of amphibians

BACKGROUND: Identifying species of organisms by short sequences of DNA has been in the center of ongoing discussions under the terms DNA barcoding or DNA taxonomy. A C-terminal fragment of the mitochondrial gene for cytochrome oxidase subunit I (COI) has been proposed as universal marker for this purpose among animals. RESULTS: Herein we present experimental evidence that the mitochondrial 16S rRNA gene fulfills the requirements for a universal DNA barcoding marker in amphibians. In terms of universality of priming sites and identification of major vertebrate clades the studied 16S fragment is superior to COI. Amplification success was 100% for 16S in a subset of fresh and well-preserved samples of Madagascan frogs, while various combination of COI primers had lower success rates.COI priming sites showed high variability among amphibians both at the level of groups and closely related species, whereas 16S priming sites were highly conserved among vertebrates. Interspecific pairwise 16S divergences in a test group of Madagascan frogs were at a level suitable for assignment of larval stages to species (1-17%), with low degrees of pairwise haplotype divergence within populations (0-1%). CONCLUSION: We strongly advocate the use of 16S rRNA as standard DNA barcoding marker for vertebrates to complement COI, especially if samples a priori could belong to various phylogenetically distant taxa and false negatives would constitute a major problem.     

基于线粒体16S rRNA基因对中国狼蛛科(Lycosidae)系统发育研究

将自测的中国狼蛛科Lycosidae4亚科6属26种和从GenBank中检索到的北美2种豹蛛的mtD-NA-16S rRNA序列进行比较;以漏斗蛛科1种蜘蛛作为外群,对碱基序列的组成和遗传距离进行了分析,采用Bayesian方法和最大简约法(MP)构建分子系统树。研究结果表明:16SrRNA基因的部分序列为340bp到360bp,A T含量平均为75%,存在较强的A T含量偏向性;序列共有157个碱基存在变异,其中79个简约信息位点。狼蛛科各属间的遗传距离介于0.026￣0.200之间。2种建树方法均表明:科内的属及属内的种优先聚在一起;水狼蛛属相对马蛛属是狼蛛科中较为原始的类群,分化较早;獾蛛属作为1个单系群与熊蛛属合为1个并系,属于狼蛛亚科。狼蛛科6属间的分子系统关系为(Pirata(Hippasa(Trochsa Arctosa(Pardosa Wadicosa))))。     

基于线粒体基因的东方蜜蜂群体亚分化研究

【目的】进一步了解我国境内东方蜜蜂Apis cerana(Fabricius)群体的亚分化状况,为保护和合理利用这一宝贵的蜂种资源提供理论依据。【方法】采用公开的两对引物对中国境内19个地区的东方蜜蜂线粒体tRNAIle~ND2与16S rRNA基因的部分序列进行了扩增、测序,并与其他地区东方蜜蜂的相应序列进行了比对分析。【结果】扩增获得的tRNAIle~ND2基因的部分序列长度为471~474 bp,序列中共13个变异位点;16S rRNA基因的部分序列长度为581~585 bp,序列中共6个变异位点。ND2基因部分蛋白比对结果显示,仅山西沁源东方蜜蜂有一个位点发生变异。【结论】基于两基因部分序列所构建的系统发育树表明,海南东方蜜蜂明显区别于其他地区的东方蜜蜂;阿坝地区的东方蜜蜂可能属于高海拔地区的一种生态型,未支持其单独作为一个亚种的结论;吉林3个地区的东方蜜蜂之间亲缘关系较近,可能属于一个生态型;云南东方蜜蜂的变异比较丰富。     

基于线粒体COⅠ和16S rRNA基因序列比较分析东海带鱼群体遗传多样性

测定了东海带鱼(Trichiurus lepturus Linnaeus)三个群体(命名为A: 122°32′E 29°55′N、B: 123°30′E 26°75N; C: 124°24′E 27°26′N)72个个体的线粒体DNA16S rRNA和COⅠ基因序列,通过单基因序列和联合序列分析, 研究了东海带鱼群体的遗传变异情况。分别得到1130 bp的COⅠ基因序列片段和554 bp的16S rRNA序列片段, 其中COⅠ基因片段的T、C、A、G含量分别为29.0%、28.9%、24.4%和17.7%; 16S rRNA基因片段的T、C、A、G含量分别为22.7%、27.6%、28.0%和21.7%。基于线粒体16S rRNA、COⅠ和16S+COⅠ基因序列分析, 72个个体中分别确定43个, 8个和49个单倍型, 存在单倍型共享现象。群体的单倍型多样性指数为0.9766—0.9992, 显示了群体内的单倍型较为丰富。3个群体间各序列平均核苷酸差异数(K)在5.111—9.024和0.0045—0.0076, 核苷酸多样性指数(π)为0.0048—0.0084, 显示不同带鱼群体遗传多态性丰富。使用邻接法构建的分子进化树揭示同一群体内大部分个体聚在一起。分析结果表明, 群体A遗传背景比群体B、群体C较为丰富, 群体内部个体差异大于群体间差异, 群体间基因交流频率较高, 遗传分化不明显, 初步判定东海带鱼3个群体的遗传多样性偏低。     

Two-step denaturing gradient gel electrophoresis (2S-DGGE), a gel-based strategy to capture full-length 16S rRNA gene sequences

Obtaining full-length 16S rRNA gene sequences is important for generating accurate taxonomy assignments of bacteria, which normally is realized via clone library construction. However, the application of clone library has been hindered due to its limitations in sample throughput and in capturing minor populations (<1?% of total microorganisms). To overcome these limitations, a new strategy, two-step denaturing gradient gel electrophoresis (2S-DGGE), is developed to obtain full-length 16S rRNA gene sequences. 2S-DGGE can compare microbial communities based on its first-round DGGE profiles and generate partial 16S rRNA gene sequences (8-534?bp, Escherichia coli numbering). Then, strain-specific primers can be designed based on sequence information of bacteria of interest to PCR amplify their remaining 16S rRNA gene sequences (515-1541?bps, E. coli numbering). The second-round DGGE can confirm DNA sequence purity of these PCR products. Finally, the full-length 16S rRNA gene sequences can be obtained through combining the two partial DNA sequences. By employing 2S-DGGE, taxonomies of a group of dehalogenating bacteria have been assigned based on their full-length 16S rRNA gene sequences, several of which existed in dehalogenating microcosms as minor populations. In all, 2S-DGGE can be utilized as a medium throughput method for taxonomic identification of interested/minor populations from single or multiple microbial consortia.     

Cryptic diversity of the symbiotic cyanobacterium Synechococcus spongiarum among sponge hosts

Cyanobacteria are common members of sponge-associated bacterial communities and are particularly abundant symbionts of coral reef sponges. The unicellular cyanobacterium Synechococcus spongiarum is the most prevalent photosynthetic symbiont in marine sponges and inhabits taxonomically diverse hosts from tropical and temperate reefs worldwide. Despite the global distribution of S. spongiarum , molecular analyses report low levels of genetic divergence among 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequences from diverse sponge hosts, resulting either from the widespread dispersal ability of these symbionts or the low phylogenetic resolution of a conserved molecular marker. Partial 16S rRNA and entire 16S–23S rRNA internal transcribed spacer (ITS) genes were sequenced from cyanobacteria inhabiting 32 sponges (representing 18 species, six families and four orders) from six geographical regions. ITS phylogenies revealed 12 distinct clades of S. spongiarum that displayed 9% mean sequence divergence among clades and less than 1% sequence divergence within clades. Symbiont clades ranged in specificity from generalists to specialists, with most (10 of 12) clades detected in one or several closely related hosts. Although multiple symbiont clades inhabited some host sponges, symbiont communities appear to be structured by both geography and host phylogeny. In contrast, 16S rRNA sequences were highly conserved, exhibiting less than 1% sequence divergence among symbiont clades. ITS gene sequences displayed much higher variability than 16S rRNA sequences, highlighting the utility of ITS sequences in determining the genetic diversity and host specificity of S. spongiarum populations among reef sponges. The genetic diversity of S. spongiarum revealed by ITS sequences may be correlated with different physiological capabilities and environmental preferences that may generate variable host–symbiont interactions.     

干酪乳杆菌的近缘种及亚种部分看家基因的系统发育分析

【背景】16S rRNA基因序列分析已广泛应用于细菌的分类鉴定,但是存在一定局限性,而使用看家基因作为分子标记在近缘种及亚种间的系统发育分析中具有其独特的优势。【目的】研究16S rRNA、uvr C (核酸外切酶ABC,C亚基)和mur E (UDP-N-乙酰胞壁酰三肽合酶)基因序列对干酪乳杆菌的近缘种及亚种的区分能力。【方法】采用分离自传统发酵乳中的6株干酪乳杆菌为研究对象,选取uvr C和mur E基因片段,通过PCR扩增、测序,结合已公布的干酪乳杆菌的近缘种或亚种的相应序列计算遗传距离、构建系统发育树,并与16S rRNA基因序列分析技术进行比较。【结果】研究发现Lactobacilluscasei及相近种间的uvr C、mur E和联合基因(uvr C-mur E)构建的系统发育树拓扑结构与16S rRNA基因结果基本一致,区别在于相似性的不同,其分别为79.00%-99.16%、89.08%-99.20%、76.56%-99.69%和99.58%-100%。基于16S rRNA基因不能区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,而看家基因uvr C和mur E基因序列能够很好地区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,并且将uvr C和mur E基因串联使用后,试验菌株与参考菌株的分类关系更加清晰。【结论】联合基因(uvr C-mur E)可作为16SrRNA基因的辅助工具用于干酪乳杆菌的近缘种及亚种的快速准确鉴定。     

鲤鱼野生群体线粒体部分基因片段序列比较

通过对线粒体16S rRNA基因、D-loop区和Cyt b基因部分片段测定,探讨我国鲤鱼C.carpio野生群体和云南大头鲤C.pellegrini的遗传变异和亲缘关系.数据和并后用于分析的序列共1 492 bp,变异位点221个,含简约信息位点217个,其中新疆群体用于分析的序列长度为1 478 bp.以云南大头鲤为外群,推测鲤鱼群体问的系统发育关系和分化时间,MP法和NJ法得到相似的系统树,新疆群体与其他群体的差异较大,遗传距离较远,单独聚为一支,其他群体间相似性较高聚在一起,新疆群体与其他群体间的分化时间约为2.42×106～2.45×106年前.