几种鳄分子系统发生的探讨

百年来关于扬子鳄的分类学位置存在着很多争议,本文测得扬子鳄、暹罗鳄和湾鳄的mtDNAND4和Cytb基因,并从GenBank中获得密西西比鳄和海龟的ND4基因和Cytb基因相应片段.用ClustalX1.8进行对位排列,以海龟为外群构建分子进化系统树.结果显示:在鳄类动物中,扬子鳄与密西西比鳄的亲缘关系最近,两者ND4基因序列碱基差异为20.68%,而Cytb基因序列碱基差异为14.43%;但扬子鳄与密西西比与鳄的分类问题仍将有待进一步探讨。 Abstract:A portion of mitochondrial ND4 and cytochrome b gene of 3 species of erocodilian was sequenced.Additional homologous sequences of Alligator mississippinisis from GenBank were aligned together and compared with Cheloniamydas.The phylogenetic trees were reconstructed with the neighbor-joining (NJ) algorithm.Alligator sinensis ismore related to Alligator mississippinesis than others though the diversity of their mitochondrial ND4 gene reached 20.68% while Cyt b gene 14.43%.It needs further study to determine the phylogenetic relationships of Alligatorsinensis and Alligator mississi ppinisis.     

从1 2S rRNA基因序列探讨8种鳄类的系统学关系

测得扬子鳄（Alligator sinensis）和暹罗鳄（Crocodylus siamensis）,的mtDNA12SrRNA基因片段的部分序列,与GenBank中的2种鳄及文献中4种鳄的12SrRNA基因相应片段,经比对后构建系统树。其结果显示,现存鳄类为单系起源,可划分为3个科,即：鳄科、食鱼鳄科和假食鱼鳄科。食鱼鳄与假食鱼鳄亲缘关系较近,支持将假食鱼鳄作为食鱼鳄科的一个属,与以形态学为基础的研究结果不同。在钝吻鳄科中,扬子鳄与凯门鳄亲缘关系较远,而与密西西比鳄的亲缘关系虽较近,但它们的确存在很多差异。两者12SrRNA基因序列差异达12．12％,碱基的颠换数为9。在基于碱基转换和颠换的NJ系统树及仅基于碱基颠换的NJ系统树中,前者支持扬子鳄与密河鳄间的亲缘关系较近,而后者支持扬子鳄与凯门鳄间的亲缘关系较近,说明扬子鳄与密河鳄间亲缘关系是值得研究的问题。因本文仅根据12SrRNA基因部分序列来进行分析的,尚需进一步研究。     

基于BDNF和NT-3基因部分序列探讨爬行动物系统发生中的若干问题及扬子鳄分类地位

通过两个核基因NT-3基因(约740 bp)和BDNF基因部分序列(约720 bp)的分析,对爬行动物的系统发生关系中鳄类与鸟类和哺乳类系统发生关系、龟类在爬行动物系统发生中的位置以及扬子鳄属的划分等问题进行探讨.结果表明,在NT-3基因序列中,有307个位点存在变异(约为总位点数的47.3%),BDNF基因序列有256个变异位点(约为38.79%);构建的分子系统树显示,NT-3和BDNF基因以及两序列合并数据后所得系统树的拓扑结构均支持鳄类和鸟类聚为一支构成姐妹群,鳄类与蜥蜴类尽管在形态上非常相似,但它们的亲缘关系仍然较远;同时支持把龟鳖类作为鳄类和鸟类支系的姐妹群,支持把蜥蜴类(有鳞类)放在爬行类系统发生树的基部,而不是龟鳖类作为现代爬行类中最基部的1支.对扬子鳄分类地位的研究结果支持在现存的鳄类中扬子鳄与密西西比鳄的亲缘关系较近的结论.     

云斑白条天牛雌雄成虫四个线粒体基因的序列比较

[目的]比较云斑白条天牛Batocera lineolata成虫雌雄个体的4个线粒体基因的序列差异,为研究种群个体分化和系统发育提供借鉴.[方法]以危害杨树云斑白条天牛种群为研究对象,分别提取并扩增云斑白条天牛雌雄成虫的线粒体DNA的COⅠ、COⅡ、Cytb、16S rRNA4个基因.通过序列比对,分析比较4个线粒体基因序列在雌雄成虫个体间的差异.[结果]危害杨树云斑白条天牛雌雄成虫的4个线粒体基因存在差异.在碱基序列相似度方面,COⅡ基因雌雄成虫间差异最大,相似度为98.3％,在比较的650个碱基位点中,2个缺失碱基,8个不一致碱基;其次为COⅠ,相似度为98.6％,比较的714个碱基位点中,5个缺失碱基,2个不一致碱基;再次为Cytb,相似度为98.9％,在比较的472个碱基位点中,4个不一致碱基;差异最小的为16S rRNA,相似度为99.2％,在比较的833个碱基位点中,2个缺失碱基,3个不一致碱基.在碱基含量方面,4个基因雌成虫A+T与C+G含量差值均高于雄成虫,Cyt b基因雌雄成虫A+T高出C+G含量的差值最高分别为40.84％和40.96％,16S rRNA差值其次分别为40.10％和40.70％,COⅡ差值再次分别为38.94％和38.22％,COⅠ差值最小分别为30.52％和30.16％.[结论]危害杨树云斑白条天牛雌雄成虫的mtDNA COⅠ、COⅡ、Cytb、16S rRNA在碱基序列相似度和碱基含量方面均存在差异,在分析种群个体分化和系统发育时,条件允许的情况下可以区分云斑白条天牛雌雄个体.     

两种(鱼尝)科鱼类在长江和珠江流域Cytb基因序列变异性分析

采用PCR技术获得了长江和珠江流域的两种鲿科鱼类1137bp Cytb基因的片段,进行了序列测定,并用Mega软件进行了序列分析。研究发现两种鲿科鱼类的全序列从第十位碱基起有一个三联体密码子的缺失,推测为鲇形目鱼类Cytb序列所特有特征。黄颡鱼和大鳍鳠种群间的序列差异分别为0．4％和1．6％,介于一般淡水鱼类mtDNA种内序列的变异范围,而高于洄游鱼类序列变异。黄颡鱼属和鲮属Cytb基因序列间的差异为17．6％-18．0％,大大高于种间的序列差异率,也从分子水平上证实了二者属级分类单元的有效性。依据分子进化速率推测,长江和珠江两水系间大鳍鳠的分歧时间为距今27万年左右的更新世中晚期,黄颡鱼的分歧时间在距今7万年左右的更新世末期。推测造成二者有着不同分歧时间的可能原因是：大鳍鳠属暖水性鱼类,在第四纪冰川期间,由于全球性气候变冷,大鳍鳠退至长江以南,并在各水系间产生隔离,各自独立分化至今。而黄颡鱼具有很强的适应性,在第四纪数次冰川期间可能进行过广泛的交流。     

基于碱基分子质量和π电子共振能的几种新距离在系统发育重建中的应用

为探讨基于碱基分子质量和π电子共振能的几种新距离在系统发育重建中的应用,以Kimura2-parameter距离为对照,以鸻行目16种鸟类线粒体ND6基因和Cytb基因序列为例分别进行距离矩阵邻接法建树,并结合形态学分类和核型研究结果进行比较分析.结果表明:1)E距离和I距离基因树最大程度地吻合了形态学分类结果,将灰斑鸻和鸻属的两个种聚为同一单系,将滨鹬属两个种聚为同一单系;其反对将反嘴鹬和砺鹬单独成科的观点得到核型研究结果的强烈支持;E距离和I距离的ND6树和Cytb树相互支撑性较好;E距离和I距离是系统发育重建中2种颇具潜力的新距离;2)基于E距离和I距离的ND6树和Cytb树,结合形态学分类和核型研究结果,给出了鸻行目16种鸟类的分类归属.     

肾综合征出血热乳鼠脑II型纯化疫苗病毒株R22全S基因的特征

为了解肾综合征出血热乳鼠脑II型纯化疫苗侯选病毒株R22的分子生物学特征,应用PCR方法克隆了R22株的全S基因,并测序分析比较,结果R22株的S片段的全基因序列共1774个核苷酸,编码429个氨基酸,与汉坦病毒I型76－118株核苷酸和氨基酸同源率分为73．7％,83．3％,而与同型的SR－11株则高达95．6％,97．9％,核苷酸序列比较发现R22在1701－1709有一个ACCTCCTA7个碱基的插入,1756－1760处有一5个碱基的缺失,应用DNASTAR软件,绘出了R22株病毒S基因编码的蛋白质的二级结构。     

兰州鲇线粒体Cytb基因的克隆与序列分析

为克隆兰州鲇（Silurus lanzhouensis）线粒体Cytb基因全序列,根据欧洲鲇（Silurus glanis）线粒体基因全序列设计特异引物进行兰州鲇线粒体Cytb基因的PCR扩增,得到1138 bp兰州鲇线粒体Cytb基因序列。对兰州鲇和其他13种鱼的线粒体Cytb基因核苷酸和氨基酸序列之间进行同源性比较,结果显示具有较高的同源性,核苷酸同源性介于61.38%-91.12%,氨基酸同源性介于76.62%-95.52%。对兰州鲇、欧洲鲇、大口鲇（Silurus meridionalis）、鲇（Silurus asotus）、越南鲇（Silurus cochinchinensis）的Cytb基因之间进行碱基替代分析,结果显示兰州鲇Cytb基因与鲇之间替换率最低,值为8.87%,转换/颠换值为3.21;与越南鲇之间替换率最高,值为14.41%,转换/颠换值为1.83。对本文克隆的兰州鲇Cytb基因与王庆容等测定的兰州鲇线粒体Cytb序列进行序列差异分析,结果显示两者之间替换率为11.16%,存在127个变异位点,转换/颠换比为4.08,遗传距离为0.1230。由NJ法基于兰州鲇和其他13种鱼的Cytb基因序列构建的系统进化树,结果显示与传统的分类地位基本吻合。       

太湖新银鱼mtDNA COⅡ和Cytb基因的克隆与序列分析

设计了5对特异性引物,扩增、拼接并测定出太湖新银鱼线粒体tRNA^Asp-COⅡ—tRNAL^ys和tRNA^Glu-cytb—tRNA^Thr两段基因序列片段。基因定位和序列分析发现,太湖新银鱼线粒体COⅡ基因全序列长度为691bp。序列AT含量为52．80％,编码230个氨基酸;线粒体Cytb基因序列全长为1141bp,AT含量为48．90％,它编码380个氨基酸。分别位于线粒体COⅡ和Cytb基因两翼的4个tRNA基因（tRNA^Asp、tRNA^Lys、tRNA^Gls和tRNA^Thr）同时被测定出来。将太湖新银鱼与有明银鱼、小齿日本银鱼的同源序列进行比对分析,并基于线粒体COⅡ＋Cytb基因合并数据的核苷酸和氨基酸两种序列形式,以黑斑蛙为外群,对10种鱼类进行分子系统树的构建,结果一致表明：小齿日本银鱼与有明银鱼的亲缘关系近于太湖新银鱼;鲱科与鲑科的亲缘关系近于银鱼科鱼类;此外在本研究硬骨鱼类的4个科中,自鲟科作为原始而古老的类群,是在系统进化的过程中首先分化出来的一支。     

线粒体ND4-ND4L基因在黑腹果蝇种组中的进化特征

本实验对黑腹果蝇种组(melanogaster species group)中8个种亚组33个样品两个线粒体基因ND4和ND4L进行了测序,并分析了ND4基因的序列差异和碱基替换特点,发现近缘物种中存在很明显的转换倾向,而在远缘物种中由于重复替换导致转换数处于饱和状态,我们的实验数据证实了线粒体基因较核基因有较快的进化速度。最后根据D．melanogaster与D．yakuba的遗传距离推算了8个种亚组的分化时间,ananassae种亚组最先分化,然后依次是montium,melanogaster,ficsphila,eugracilis,elegans,suzukii和takahashii最后分化。     

Sequences from 14 mitochondrial genes provide a well-supported phylogeny of the Charadriiform birds congruent with the nuclear RAG-1 tree

Because of the difficulties of constructing a robust phylogeny for Charadriiform birds using morphological characters, recent studies have turned to DNA sequences to resolve the systematic uncertainties of family-level relationships in this group. However, trees constructed using nuclear genes or the mitochondrial Cytochrome b gene suggest deep-level relationships of shorebirds that differ from previous studies based on morphology or DNA-DNA hybridization distances. To test phylogenetic hypotheses based on nuclear genes (RAG-1, myoglobin intron-2) and single mitochondrial genes (Cytochrome b), approximately 13,000 bp of mitochondrial sequence was collected for one exemplar species of 17 families of Charadriiformes plus potential outgroups. Maximum likelihood and Bayesian analyses show that trees constructed from long mitochondrial sequences are congruent with the nuclear gene topologies [Chardrii (Lari, Scolopaci)]. Unlike short mitochondrial sequences (such as Cytochrome b alone), longer sequences yield a well-supported phylogeny for shorebirds across various taxonomic levels. Examination of substitution patterns among mitochondrial genes reveals specific genes (especially ND5, ND4, ND2, and COI) that are better suited for phylogenetic analyses among shorebird families because of their relatively homogeneous nucleotide composition among lineages, slower accumulation of substitutions at third codon positions, and phylogenetic utility in both closely and distantly related lineages. For systematic studies of birds in which family and generic levels are examined simultaneously, we recommend the use of both nuclear and mitochondrial sequences as the best strategy to recover relationships that most likely reflect the phylogenetic history of these lineages.     

扬子鳄4个Sox基因保守区的克隆及序列分析

参考人SRY基因HMG－box的保守区序列,设计一对简并引物,用PCR扩增了扬子鳄Sox基因的HMG－box,并对PCR产物进行了亚克隆和测序。结果在雌雄个体中均筛选到4个不同的Sox基因,无性别差异。其序列与人相应的SOX基因保守区编码序列的相似性分别为91％、96％、100％、96％,分别命名为AS－Sox1,ASSox2,ASSox11,ASSox22。与其他动物相关的Sox/SOX基因的聚类分析结果表明,扬子鳄Sox基因编码的氨基酸序列与进化位置各异的其他动物的Sox/SOX基因编码的氨基酸序列存在高度的同源性,显示出Sox基因在系统进化上的高度保守性。     

扬子鳄的CaSox4基因的分子克隆和进化分析

The completely identical HMG-box motif of CaSox4 gene from both male and female genomic DNA of the Chinese alligator (alligator sinensis) was cloned and sequenced by degenerate primer PCR.Compared with the human and mouse SRY,CaSox4 revealed 51% and 57% nucleotide homology respectively and 49% and 55% amino acid identity respectively,CaSox4 belongs to subgroup C of the Sox gene family.The GC content is 86% in the HMG-box region of the CaSox4 gene,Blast analysis showed that the CaSox4 gene shares 100^ amino acid identity with human Sox4.bird SoxLF4,turtle Sra4 and lizard CvSox4 genes.Casox4 may be orthologous with the human SOx4 gene.This indicates that CaSox4 gene shows the remarkable evolutionary conservation during the evolution of Alligator Sinensis,The extensive sequence conservation of the Sox4 gene between reptiles,mammals and birds suggests major functional constraints[Acta Zoologica Sinica 49(3):404-407,2003].     

Complete mitochondrial genome of the Amur stickleback Pungitius sinensis (Gasterosteiformes, Gasterosteidae)

The complete mitochondrial genome was sequenced from the Amur stickleback Pungitius sinensis. The genome sequence was 16,581 bp in size, and the gene order and contents were identical with those of previously reported fish mitochondrial genomes. Of 13 protein-coding genes (PCGs), four genes (ND2, CO2, ND4, Cytb) had incomplete stop codons. The base composition of P. sinensis showed anti-G bias (9.53%) on the third position of PCGs.     

Does strong hypertrophic condition induce fast mitochondrial DNA mutation of rabbit heart?

Homo- and heteroplasmic mitochondrial DNA (mtDNA) mutations were observed and identified in an isoproterenol-induced rabbit model of cardiac hypertrophy. Genes encoding proteins essential for catalyzing mitochondrial electron transfer and for generating the proton motive force, such as NADH dehydrogenases (ND2, ND3, ND4, and ND6), cytochrome b, and ATPase 8, showed increased susceptibility for mutation. Specifically, five mutations caused amino acid changes and were located in Complex I and Complex V gene clusters. To our knowledge, this is the first demonstration of a relationship between cardiac hypertrophy induced by a strong sympathetic load and rapid mtDNA mutations.     

中国沙塘鳢属鱼类线粒体12S rRNA基因序列分析

沙塘鳢属鱼类为东亚特有的小型淡水经济鱼类,中国产沙塘鳢属鱼类分类问题长期存在争议。本文测定了中国产沙塘鳢属鱼类全部种类的线粒体12S rRNA基因部分序列,结合GenBank中下载的2种日本沙塘鳢属鱼类和塘鳢科鱼类同源序列,探讨中国产4种沙塘鳢属鱼类的物种有效性,分析沙塘鳢属鱼类的系统发育关系。作者所使用的同源序列长度为690bp,其中变异位点258个,简约信息位点201个,包括插入/缺失位点34个,转换/颠换平均值为3.0,表明12S rRNA基因是研究沙塘鳢属鱼类系统发育关系的合适分子标记。基于p-distance模型的6种沙塘鳢属鱼类种内遗传距离为0.000—0.024,种间遗传距离为0.058—0.064,支持暗色沙塘鳢和中华沙塘鳢为不同种,中国产沙塘鳢属鱼类包括中华沙塘鳢、河川沙塘鳢、海丰沙塘鳢、鸭绿江沙塘鳢4个种的观点;至于中国还有没有新的沙塘鳢属鱼类,尚有待进一步研究。系统发育分析表明海丰海塘鳢是河川沙塘鳢的姐妹群,暗色沙塘鳢与O.hikimius的亲缘关系最为密切,而同属其余类群之间的系统发育关系则由于自展数据支持率较低而尚不明确。中国产沙塘鳢和日本产沙塘鳢并未单独分群,推测沙塘鳢属鱼类的共同原始祖先可能广泛分布于中国、朝鲜和日本等东亚地区,约在4.9—6.5百万年前的上新世开始分化,系统发育过程比较适合离散假说。     

Nucleotide sequence of nine protein-coding genes and 22 tRNAs in the mitochondrial DNA of the sea starPisaster ochraceus

Summary We have cloned and sequenced over 9 kb of the mitochondrial genome from the sea starPisaster ochraceus. Within a continuous 8.0-kb fragment are located the genes for NADH dehydrogenase subunits 1, 2, 3, and 4L (ND1, ND2, ND3, and ND4L), cytochrome oxidase subunits I, II, and III (COI, COII, and COIII), and adenosine triphosphatase subunits 6 and 8 (ATPase 6 and ATPase 8). This large fragment also contains a cluster of 13 tRNA genes between ND1 and COI as well as the genes for isoleucine tRNA between ND1 and ND2, arginine tRNA between COI and ND4L, lysine tRNA between COII and ATPase 8, and the serine (UCN) tRNA between COIII and ND3. The genes for the other five tRNAs lie outside this fragment. The gene for phenylalanine tRNA is located between cytochrome b and the 12S ribosomal genes. The genes for tRNA^glu and tRNA^thr are 3 to the 12S ribosomal gene. The tRNAs for histidine and serine (AGN) are adjacent to each other and lie between ND4 and ND5. These data confirm the novel gene order in mitochondrial DNA (mtDNA) of sea stars and delineate additional distinctions between the sea star and other mtDNA molecules.     

三斑海马线粒体基因组核苷酸全序列结构与分析

通过PCR扩增并测序获得了三斑海马(Hippocampus trimaculatus)线粒体DNA(mt DNA)全序列。三斑海马线粒体基因组全序列长度为16 534 bp(Gen Bank登录号为KJ956892),编码37个基因,包括13个蛋白编码基因、22个t RNA基因和2个r RNA基因。非编码区域包括1个控制区(D-loop)及一个轻链复制起始区域。大部分基因由H-链编码,包括14个t RNA基因、2个r RNA基因、12个蛋白编码基因;只有ND6和8个t RNA基因是在L-链编码。预测的22个t RNA基因的二级结构均为典型的三叶草状。基因间隔一般1~14 bp不等。此外,还存在7处碱基重叠,其中,4处是鱼类和脊椎动物典型的基因重叠位点。总的碱基含量分别为,A 32.7%,C 23.4%,G 14.6%,T 29.3%,A+T含量为62.0%。其线粒体基因组序列的结构与脊椎动物的典型结构近似。邻接法和贝叶斯法构建的三斑海马系统进化树的拓扑结构相似,这与现有的三斑海马的系统演化地位一致。本研究为海马的进化研究以及保护工作提供了基础数据。     

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。