基于16S rRNA和rpoB基因的分子系统发育分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用

为对比16S rRNA和rpo B基因分子系统发育分析与传统表型分类法对铜绿假单胞菌的鉴定,评估16S rRNA和rpo B基因序列分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用,用表型分类方法对临床自动微生物鉴定系统鉴定为铜绿假单胞菌的23株分离株进行再鉴定,PCR扩增23株分离株16S rRNA和rpo B基因片段,并测序进行系统发育分析。结果表明,表型再鉴定结果与自动微生物鉴定系统鉴定结果一致。基于两个基因的系统发育分析均显示分离株p22与不动杆菌属序列聚为一枝,其余22株分离株与铜绿假单胞菌序列聚为一枝。因此p22应鉴定为不动杆菌,16S rRNA和rpo B基因序列分析均能准确鉴定铜绿假单胞菌并能较好建立假单胞菌属内种间关系。     

基于16S rRNA和HSP60基因序列分析粘细菌孢囊杆菌亚目形态分类的种属之间的亲缘关系

[目的]利用16S rRNA和HSP60基因分子标记分析鉴定形态分类特征不稳定的粘细菌种属.[方法]利用粘细菌的传统分离纯化方法从土壤中分离粘细菌,根据菌株的形态特征进行分类,PCR方法扩增菌株的16S rRNA和HSP60基因序列并进行系统发育关系分析.[结果]根据形态特征,分离得到的15株粘细菌菌株归入孢囊杆菌亚目(Cystobacterineae)的2个科3个属.其中11株粘细菌具有典型的所在种属的子实体结构,而菌株0085-4、0121-3、NM03和Myx9736的子实体结构发生了不同程度退化.15株粘细菌的16S rRNA基因序列的相似性在95.4%到99.5%之间.而HSP60基因序列差异较大.[结论]在属水平上,粘细菌形态分类特征和16S rRNA基因系统进化关系具有很好的一致性;在揭示粘细菌种间系统发育关系中,HSP60基因序列更为适用.     

慈竹叶蝉类害虫DNA条形码分析

叶蝉类昆虫形态结构多样,在农林生态系统的物种多样性和植物保护工作中扮演着重要角色,但其物种的准确鉴定一直是农林植保工作中的难点。DNA条形码技术极大促进了农林生态系统物种的快速、准确鉴定。本研究经过连续2年的野外调查采集慈竹Bambusa emeiensis主要叶蝉种类,扩增了广泛分布于中国慈竹的12种主要叶蝉类害虫的线粒体基因COⅠ和16S rRNA序列片段,并进行了遗传距离、系统发育及矢量Klee-diagram图分析。结果显示:慈竹叶蝉昆虫COⅠ基因序列片段(590 bp)种内遗传距离为0.004,种间遗传距离为0.283;16S rRNA基因序列片段(463 bp)种内遗传距离为0.003,种间遗传距离为0.257;不同种间存在明显的条形码间隔。2个基因序列片段的分子系统发育分析结果与形态学研究谱系关系一致。Klee-diagram图分析结果和分子系统发育结果一致。上述结果表明,COⅠ和16S rRNA基因适用于慈竹叶蝉类昆虫的物种鉴定,可为竹林叶蝉类昆虫的准确快速鉴定提供参考方法。     

利用16S rRNA基因同源性分析鉴定两株明串珠菌

从酸马奶中分离出2株明串珠菌KLDS 5.0301和KLDS 5.0302,对2株菌的16S rRNA基因经PCR扩增测序,将测序结果同该属内菌株的16S rRNA序列作多序列比较,并建立明串珠菌属的系统发育树.结果表明,KLDS 5.0301的16S rRNA序列同L. garlicum的同源性百分比为100%.KLDS 5.0302的16S rRNA序列同L.mesenteroides LM2菌株的16S rRNA序列的同源性百分比为99.9%.根据系统发育树的结果,将KLDS5.0301鉴定为L.garlicum,KLDS 5.0302鉴定为L.mesenteroides.菌株KLDS 5.0301和KLDS 5.0302的16SrRNA序列已经在GeneBank申请国际序列注册号,分别为DQ239691和DQ297412.     

Application of gene sequences to the molecular systematics of the Scarabaeoidea

基因序列分析是揭示金龟总科系统发育关系的重要工具.统计了应用于金龟总科中13个科的线粒体和核基因序列,综述了CO Ⅰ、16S rRNA、28S rRNA、18S rRNA等基因序列在金龟总科分子系统学研究的10新进展,探讨了不同基因序列在分类鉴定、隐存种发现、系统发育关系重建等方面的作用,对未来研究趋势进行了展望,为进一步阐明金龟总科系统发育机制奠定基础.     

基因序列在金龟总科(Scarabaeoidea)分子系统学研究中的应用

基因序列分析是揭示金龟总科系统发育关系的重要工具。统计了应用于金龟总科中13个科的线粒体和核基因序列,综述了COⅠ、16S rRNA、28S rRNA、18S rRNA等基因序列在金龟总科分子系统学研究的新进展,探讨了不同基因序列在分类鉴定、隐存种发现、系统发育关系重建等方面的作用,对未来研究趋势进行了展望,为进一步阐明金龟总科系统发育机制奠定基础。     

基于18S rRNA、COⅡ基因的?鱼(Miichthys miiuy)系统发育分析

为了解鮸鱼的系统发育地位,探索18S rRNA、COⅡ分子标记对石首鱼科系统分类的适用性,对鮸鱼的18S rRNA基因、线粒体COⅡ基因进行克隆、序列分析和构建NJ系统进化树。结果表明:扩增得到鮸鱼18S rRNA基因1305 bp,A+T含量为46.2%;COⅡ基因序列为854 bp,A+T含量为53.5%,有明显的反G偏倚(15.2%),含一个699 bp的ORF,编码233个氨基酸;基于18S rRNA序列构建的系统树显示,鲈形目鱼类聚为一个紧密的簇,该目中各科鱼类间18S rRNA序列的同源性均大于97.8%,无法反映鮸鱼在石首鱼科中的系统发育情况。基于COⅡ序列构建的系统树显示,鲈形目鱼类分为2簇:包括鮸鱼在内的所有石首科鱼类聚为一个大簇,其他各科聚为另一个大簇;其中鮸鱼与黄唇鱼亲缘关系最近,二者序列相似性为97.4%。虽然石首科鱼类聚成的簇中有些分支的自展支持率较低(<50%),个别种类的聚类与传统分类有所差异,但大部分聚类是一致的。结果既能丰富鮸鱼的分子系统学资料,又可为研究鮸鱼的系统发育地位及石首鱼科鱼类的进化关系提供参考资料。     

基于26S rDNAD1/D2区序列分析的15株白地霉分子分类学研究

采用26S rRNA基因D1/D2区系统发育分析的方法对CICC(中国工业微生物菌种保藏管理中心)保藏的15株白地霉(Geotrichum candidum)菌种进行复核鉴定。系统发育分析结果表明15株白地霉属于地霉属的成员,且形成两个系统发育分支,系统发育上最接近Galactomyces geotrichum NRRLY-17569T,与其同源性为96.3%～98.3%。15株白地霉26S rRNA基因D1/D2区序列显著不同于地霉属的模式种及其它种,可能代表地霉属的两个新种,但这一结论尚需进一步的实验去证实。     

利用12S rRNA、COI基因分子标记鉴定少棘巨蜈蚣干燥体

本研究旨在利用线粒体DNA上的12S rRNA基因、COI基因分子标记鉴定少棘巨蜈蚣(Scolopendra subspinipes mutilans L. Koch)干燥体。通过提取少棘巨蜈蚣干燥体样本DNA,PCR扩增线粒体DNA上的12S r RNA基因、COI基因片段,对PCR产物进行电泳检测及测序分析,测序结果在GenBank上进行BLAST搜索,同源性分析,并用MEGA7.0软件对所有实验样品及少棘巨蜈蚣的近缘物种进行遗传距离分析、构建邻接(NJ)树以验证序列比对结果。结果表明,从少棘巨蜈蚣(Scolopendra subspinipes mutilans L. Koch)干燥体中成功地提取到了基因组总DNA,并成功扩增出了用于动物种属鉴定的12S rRNA、COI基因片段。但所得蜈蚣样本12S rRNA基因片段序列与NCBI的GenBank中的物种的同源性无90%以上的。通过文献调研发现尚无蜈蚣12S rRNA基因片段的相关报道,将该序列作为新的基因序列注册到NCBI基因数据库中,该基因片段序列的GenBank登录号为JN558832.1。这说明利用线粒体DNA上的12S rRNA、COI基因DNA分子标记皆可准确鉴定动物种属。本研究得到的12S rRNA基因片段序列可作为后续准确鉴定少棘巨蜈蚣药材的分子标记参考。     

埃莎霉素Ⅰ组分高含量、高产量基因工程菌WSJ-IA及其原株的鉴定

【目的】利用调节基因acyB2激活异戊酰基转移酶(ist)基因表达的特点,将ist与调节基因acyB2在异戊酰螺旋霉素(埃莎霉素)Ⅰ产生菌菌株中共表达,获得埃莎霉素Ⅰ单组分的高含量及高产量菌株WSJ-IA。对其及原始螺旋霉素产生菌菌株Streptomyces spiramyceticus F21进行了初步鉴定。【方法】从形态学、培养和生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列、5个看家基因(atpD、gyrB、rpoB、recA和trpB)蛋白分析和系统发育树构建等方面对该菌株及其原株进行了鉴定。【结果】两株菌在形态培养特征、生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平基本一致,在系统发育树分析中同处在一个分支中。而在16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平在系统发育上它们均与已知相近菌株处于不同的分支上,并且与不同基因的相近菌株各有不同,其中无一报道产生螺旋霉素。【结论】Streptomyces spira-myceticus F21可能是一个产生螺旋霉素的链霉菌新种,16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白序列分析可以作为埃莎霉素Ⅰ基因工程菌生产过程中进行鉴别的分子标志。     

米尔顿姬小蜂线粒体16S rRNA与COⅠ基因片段序列测定及分析

【背景】米尔顿姬小蜂是一种入侵我国台湾地区的植食性小蜂,能够严重影响水果的产量和食用价值。目前在我国大陆没有分布,由于其个体微小,与近似种区别较小,通过传统的形态学分类方法难以鉴定,因此有必要研究其基因片段序列,探讨分子鉴定方法。【方法】利用PCR方法扩增并测定了米尔顿姬小蜂线粒体16SrRNA和COⅠ基因的部分序列,并对各序列的碱基组成进行了分析。然后根据COⅠ基因部分序列,利用DNAMAN的Maximum Likelihood方法构建了米尔顿姬小蜂与膜翅目其他科的系统发育树。【结果】16SrRNA基因的PCR扩增产物为426bp,COⅠ基因的PCR扩增产物为488bp。通过测序获得米尔顿姬小蜂16SrRNA和COⅠ基因部分序列,序列分析表明,16SrRNA和COⅠ基因的A+T含量均较高,存在较强的A+T偏向性。系统发育树显示,米尔顿姬小蜂与蚜小蜂科的Encarsia berlesei亲缘关系最近,与姬小蜂科的Chrysocharis nautius、C.eurynota亲缘关系较远。【结论与意义】本研究为米尔顿姬小蜂的分子鉴定提供了依据。     

从线粒体基因探讨中国大头蛙群的分类及其属内地位

Partial sequences of the mitochondrial 12S rRNA and 16S rRNA gene were determined for 8 populations of three species of Chinese Limnonectes, and aligned with the published sequences of Limnonectes from other parts of the world. When Nanorana parker, Paa boulengeri, Fejervarya limnocharis and Hoplobatrachus rugulosus was used as outgroup taxa (Accession Nos. AY158705, AY313685, AF206111, AF206491, AY322311). The sequences of the 12S rRNA and 16S rRNA genes totaled 950 nueleotide positions with gaps including 510 variable sites. We reconstructed phylogenetie trees using Clustal X 1.8, Mega 2.1 and PHYLIP 3.5e software, and using the maximum parsimony and maximum likelihood methods, respectively. Our analyses suggest that these fanged frogs from China are another monophyletie group in addition to the four monophyletie groups identified by previous studies. The Chinese Limnonectes were grouped into three elades (BCL 55% ). The first elade contains one species (BCL 100% ), from a population of Limnoneetes fragilis from Hainan Province. The second contains four individuals (BCL 100% ), i. e. two populations of Limnonectes kuhlii from Yunnan Province. The third contains one species (BCL 100% ), i. e. five populations of Limnonectes fujianensis from Fujian Province and 1 from Taiwan Province. The resulted phylogenetie trees indicate L. fragilis is basal to L. kuhlii L. fujianensis 。     

拟诺卡氏菌16S rRNA,gyrB,sod和rpoB基因的系统发育分析

为了更好地了解拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)各物种间的系统发育关系,该属现有有效描述种的gyrB,sod和rpoB基因的部分序列被测定,结合16S rRNA基因,对拟诺卡氏菌属进行了系统发育重建。研究发现拟诺卡氏菌属gyrB,sod和rpoB基因的平均相似性分别为87.7%、87.3%和94.1%,而16S rRNA基因的平均相似性则达到96.65%,3个看家基因均比16S rRNA具有更高的分歧度。比较基于不同基因的系统树发现,由gyrB基因得到的系统树拓扑结构与16S rRNA得到的结构在亚群上基本一致。因此,gyrB基因在拟诺卡氏菌属的系统分类上比16S rRNA基因更具优越性。     

线粒体COⅠ和16S rRNA片段确定近江蛏和缢蛏属的分类地位

对5种双壳类软体动物(近江蛏Sinonovacula rivularis、缢蛏Sinonovacula constricta、小刀蛏Cultellus attenuatus、尖刀蛏Cultellus scalprum和大竹蛏Solen grandis)的线粒体基因COⅠ和16S rRNA部分序列进行测序和分析, 并结合GenBank中其他竹蛏超科和樱蛤超科物种COⅠ和16S rRNA片段, 计算种间遗传距离, 构建系统发育树, 探讨近江蛏及缢蛏属的分类地位。结果表明, 5个物种COⅠ和16S rRNA片段A+T含量均远高于G+C含量, 近江蛏与缢蛏之间的碱基序列差异和遗传距离均已达到种间差异水平, 确定近江蛏为缢蛏属的一个种。分别构建COⅠ(砂海螂为外群)和16S rRNA片段(密鳞牡蛎为外群)的Neighbor-Joining系统树, 两者的拓扑结构都明确显示, 缢蛏属为灯塔蛤科一个属, 灯塔蛤科录属于竹蛏超科, 而不录属于樱蛤超科。       

大黄鱼16SrRNA和18SrRNA基因的测定与序列分析

利用多对引物,扩增并测定出大黄鱼16SrRNA基因和18SrRNA基因的部分序列,其长度分别为1202bp和1275bp,16SrRNA基因序列的GC含量为46．12％,18SrRNA基因的Gc含量为53．oo％。将大黄鱼16SrRNA基因序列与GenBank中15种硬骨鱼类的同源序列结合,同时将其18SrRNA基因序列与GenBank中9种脊索动物的同源序列相结合,运用软件获得各自序列间差异百分比,转换和颠换数值等信息。基于这两种基因序列,利用NJ法和BI法,分别构建16种硬骨鱼类和10种脊索动物的分子系统树。18SrRNA构建的系统树包括三大支,一支为哺乳类、鸟类和爬行类共6个物种,一支为两栖类的1个物种,另一支为2种硬骨鱼类。16SrRNA构建的系统树显示大黄鱼所在的石首鱼科与鲈科和盖刺鱼科亲缘关系较近。此外还讨论了这两个基因的序列特征。     

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。     

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。     

西太平洋沿海石斑鱼属鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

研究测定了分布于西太平洋沿海的35种石斑鱼属鱼类共142个个体线粒体基因COⅠ及核基因TMO-4C4标记序列, 基于最大似然法与贝叶斯法构建分析了石斑鱼类分子系统进化关系。同时, 探讨了COⅠ基因作为DNA条形码在石斑鱼属鱼类物种鉴定中的有效性问题。结果显示: 35种石斑鱼属鱼类COⅠ同源序列为636 bp, 编码212个氨基酸, TMO-4C4同源序列为486 bp, 编码162个氨基酸, 在COⅠ基因中, 种间遗传距离在0.030—0.202, 平均遗传距离为0.143, 物种间遗传距离均大于Hebert 推荐的物种鉴定最小种间遗传距离0.020(2%)。种内遗传距离0.000—0.008, 平均遗传距离为0.003, 种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的48倍, 显著大于种内平均遗传距离, 表明COⅠ基因可作为石斑鱼属物种鉴定的有效条形码基因。基于COⅠ及TMO-4C4构建的系统进化树上, 35种石斑鱼主要形成2个主要类群, 类群Ⅰ由细点石斑鱼(Epinephelus cyanopodus)和蓝棕石斑鱼(Epinephelus multinotatus)等22种石斑鱼聚成, 类群Ⅱ由吊桥石斑鱼(Epinephelus morrhua)和小点石斑鱼(Epinephelus epistictus)等13种石斑鱼组成。部分存在同种异名争议的种类如云纹石斑鱼(Epinephelus moara)/褐石斑鱼(Epinephelus bruneus)和斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)/马拉巴石斑鱼(Epinephelus malabaricus)经COⅠ及TMO-4C4序列差异及进化分析, 均存在较大的遗传分化。结果支持近期的分类研究, 云纹石斑鱼/褐石斑鱼和斜带石斑鱼/马拉巴石斑鱼均为独立的物种, 并非同种异名的分类。     

浙江近海鰓属鱼类形态描述及中国鰓属鱼类分子系统发育分析

为明确浙江近海鲵属鱼类物种组成, 对采自舟山和温州近海共计411尾鲵鱼样品进行形态学测定, 并基于线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ亚基(COⅠ)基因片段探讨其序列差异及系统发育关系。结果显示: 浙江近海的鲵属鱼类为少鳞鲵和中国鲵, 两种鲵鱼形态特征鲜明, 鱼鳔形态差异明显。所测得的少鳞鲵和中国鲵COⅠ基因片段长度均为600 bp, 平均GC含量分别为46.6%和49.9%。依据Kimura-2-parameter模型(K2P), 少鳞鲵和中国鲵的种内平均遗传距离分别为0.002和0.000, 两种间平均遗传距离为0.211。采用邻接法构建的系统发育树显示, 中国鲵先和邵氏鲵聚为一支, 然后与少鳞鲵聚为一支, 再与其他鲵属鱼类聚类。研究结果明确了浙江沿海鲵属鱼类的物种组成, 并为探讨少鳞鲵和中国鲵的系统发育关系及基于COⅠ基因的鲵属鱼类物种鉴定提供了参考。     

地中海实蝇幼虫分子鉴定

通过对从秘鲁进口的葡萄中截获实蝇类幼虫进行ITS区和线粒体COⅠ,COⅡ,COⅢ、ND5基因序列的扩增和测序,并与GenBank中对应的序列进行比对,结果表明,截获样品ITS区序列和地中海实蝇Ceratitis capitata(Wiedemann)同源性为95·16%(其中ITS1为99·52%,ITS2为86·2%),线粒体COⅠ,COⅡ,COⅢ,ND5基因序列和地中海实蝇C.capitata同源性为100%,99·9%,99·5%,99·8%;基于COⅠ序列构建的系统发育树中,幼虫样品和地中海实蝇最为接近。根据序列分析和系统发育关系分析的结果,将截获的实蝇类幼虫鉴定为地中海实蝇C.capitata。