吸虫类线粒体基因组的特征及系统发生分析

本研究分析了吸虫纲下单殖亚纲的13个物种和复殖亚纲的37个物种,共50个物种的线粒体全基因组序列,旨在揭示吸虫类线粒体基因组的主要基本特征,探究吸虫纲物种的系统发生关系。吸虫类的线粒体基因组具有明显的A+T含量偏向性。吸虫类的12个蛋白质编码基因和两个核糖体RNA基因的变异程度很大,其变异比例在48.8%到92.0%之间。根据线粒体基因组的12个蛋白质编码基因和两个核糖体RNA基因的差异位点分析,建议采用ND5、CYTB和ND4基因作为16S、12S和COⅠ基因的辅助分子标记。吸虫类各物种的线粒体基因组出现了大量的基因重排现象,除鸮形目裂体科和多后盘目外,其余物种均遵循类似的基因排列顺序。线粒体基因组的系统发育结果强烈支持将单殖亚纲提升到单殖纲,并支持将目前分类地位未定的腹盘科野牛平腹吸虫归入斜睾目同盘总科。本研究将为吸虫类线粒体基因组的研究、分子进化和分子诊断等方面提供诸多信息,并在今后的实践应用中起到一定的指导作用。     

短尾类线粒体基因组研究概要及比较分析

短尾类隶属节肢动物门、软甲纲和十足目,作为十足目中最高等的一个类群,其多变的形态及复杂的生境导致短尾类下各阶元的分类及其系统演化问题长期存在争议。随着分子生物学及DNA测序技术的不断发展,在全基因组水平进一步探讨其分类及系统发生关系成为可能,尤其是具有结构简单、进化速率快及母系遗传等特征的线粒体基因组研究渐成热点。本综述在整理相关文献基础上简要概述了短尾类线粒体全基因组研究现状,并以Geneious 8.1.6、Editseq等生物信息学软件比较分析Gen Bank数据库已公布36种短尾类线粒体全基因组数据,总结了短尾类不同类群的基因组大小、碱基组成、基因数目与排列、密码子利用等线粒体基因组基本特征。     

昆虫比较线粒体基因组学研究进展

动物线粒体基因组因其基因组成稳定、基因排列相对保守、普遍为母系遗传、极少发生重组等而被广泛应用于进化与系统发育等研究。目前,昆虫中已有356个线粒体基因组序列被测定,代表了33个目中的28个目。大量比较基因组学研究使得我们对昆虫线粒体基因组的特征与进化方式有了较为清晰的认识。本文对昆虫线粒体基因组的测序进展、基因组的结构特征、碱基组成、控制区的特征、基因重排及其机理、进化速率及其在昆虫系统发育研究中的应用等方面的研究进展进行介绍。     

黑斑蛙重盘吸虫的线粒体基因组特征及其系统发育研究

重盘科Diplodiscidae Cohn, 1904复殖吸虫是两栖动物最为常见的寄生虫,形态多样,目前未见基于线粒体基因组的遗传多样性研究。本研究记述并分析了寄生于滇蛙Dianrana pleuraden肠道的重盘科重盘属Diplodiscus Diesing, 1836黑斑蛙重盘吸虫D.nigromaculati的线粒体全基因组序列,为后续开展此类吸虫的遗传结构及遗传多样性研究提供了新的数据。黑斑蛙重盘吸虫线粒体基因组全长14 697 bp(GenBank登录号：MW698822),由22个tRNA基因、12个蛋白编码基因、2个rRNA基因和1个非编码区组成;AT含量(60%)高于GC含量(40%),但AT含量为目前已报道同盘总科Paramphistomoidea Fischoeder, 1901中最低;trnG基因和trnE基因的互换成为同盘总科吸虫线粒体基因组遗传结构的重要特征。基于12个蛋白编码基因的系统发育树支持重盘属隶属于重盘科。本研究中,滇蛙为黑斑蛙重盘吸虫的宿主新记录。     

新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析

本研究旨在获得新西兰白兔(New Zealand white rabbit)线粒体DNA基因组全序列(mtDNA).根据GenBank已经公布的近缘物种穴兔mtDNA全基因组序列(GenBank登录号:AJ001588.1),设计12对可覆盖新西兰白兔mtDNA全序列的引物,通过PCR扩增、测序、拼接,获得新西兰白兔线粒体全序列,并分析其特点.新西兰白兔线粒体基因组全序列为17 418 bp,A+T含量高,为59.72％,蛋白编码基因数量为13个,rRNA基因数量为2个,tRNA基因数量为22个和1个非编码控制区(D-loop区),与其他兔属动物线粒体全基因组排列顺序一致.分析4种特殊的tRNA二级结构,发现tRNA-Ser(AGY)为二叶草型,缺失DHU臂,其余三种tRNA均为三叶草型.与其他哺乳动物线粒体基因组的D-loop区相比,新西兰白兔与格拉达野兔(Le-pus granatensis)核苷酸组成、编码偏好性和氨基酸组成较为相近.相比穴兔的线粒体基因组,新西兰白兔具有一定的保守性和异质性,该结果为其遗传种质资源保护和利用提供基础资料.     

瓦氏黄颡鱼线粒体全基因组序列分析及系统进化

鲿科鱼类种类繁多, 外形相似, 形态学分类较为困难。为了给鲿科鱼类乃至鲇形目鱼类的系统进化研究积累基础资料, 文章采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法, 利用16对引物对瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)线粒体全基因组进行扩增, PCR产物转化到质粒后测序, 最终获得线粒体基因组全序列, 其全长为16 527 bp, 包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个编码蛋白质基因和一个非编码控制区。瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)线粒体基因组结构和基因排列顺序与现已公布的鲇形目鱼类完全一致, 序列分析表明, 与鲇形目其他种属间具有较高的同源性, 与拟鲿属的同源性最高(91%)。利用鲇形目共4科6属9种及3个外群的线粒体全基因组序列, 从线粒体基因组水平探讨了鲿科鱼类及其在鲇形目的系统进化地位, 结果表明: 鲿科鱼类的瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)及越南拟鲿(Pseudobagrus tokiensis)构成一单系群; 拟鲿属与黄颡鱼属的关系较近; 黄颡鱼属中瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)与光泽黄颡鱼(P.nitidus)的关系近于黄颡鱼(P. fulvidraco)。     

中华卵索线虫线粒体基因组多态性分析

为完善昆虫病原索科线虫线粒体基因组全序列数据库, 更系统地研究其基因组特征和系统演化规律, 进而为发挥该线虫生防潜力打下基础, 我们开展了中华卵索线虫Ovomermis sinensis线粒体全基因组的研究。该研究通过线粒体基因组滚环复制及酶切图谱, 揭示了中华卵索线虫线粒体基因组具有种内遗传多态性, 即群体中单体线虫具有独特的酶切条带, 且条带累加之和变化范围较大, 为16.5～24.5 kb。为进一步了解线粒体基因组多态性特征及产生的分子机制, 采用两步长PCR方法对2条代表性成虫线粒体基因组进行了测序及拼接, 得其全长分别为18 864和16 777 bp。对这2条序列的比对表明, 线粒体基因组中位于ND2和ND4之间的可变区域, 不仅基因排列顺序不同, 且存在ND3基因重复现象, 这是导致中华卵索线虫线粒体基因组呈现多态性的主要原因。通过对以上研究结果的分析及与GenBank中已有的6种索科线虫线粒体基因组序列进行比对, 概括出其线粒体基因组基本特点: ①线粒体基因排列顺序各不相同;②部分线虫线粒体基因存在重复现象, 且重复次数不同;③线粒体基因组大小存在很大差异。     

陆川小笠贝线粒体全基因组测序及笠贝科系统发育分析

为对笠贝科进行系统发育分析,研究通过二代测序技术得到了陆川小笠贝(Lottia luchuana)的线粒体全基因组,对基因组基本结构特点做了分析,发现共含有38个基因,包含13个蛋白质编码基因(PCGs), 2个RNA,23个tRNA。对碱基含量分析发现T碱基含量最高为32.34%, C碱基最低为14.99%,选择笠贝科13个物种的线粒体基因组进行选择压力分析发现所有PCGs都受到纯化选择。另外通过结合腹足纲下6个亚纲的线粒体基因组的13个PCGs构建了系统发育树,发现笠贝科为单系群,与帽贝科Patellidae具有较近的亲缘关系。对笠形腹足亚纲的线粒体基因重排进行比较发现笠贝科在笠形腹足亚纲中表现出最广泛的不规律的重排。从重建的笠形腹足亚纲的分歧时间的年代图谱,得到笠贝的分化最早发生在中生代侏罗纪时期,在新生代物种大量分化。研究结果有助于理解不同笠贝物种的亲缘关系,以及腹足纲内各亚纲之间的进化地位与关系。     

北京鸭线粒体基因组全序列测定和分析

线粒体DNA作为遗传标记,已在家鸡(Gallus gallus)和家鹅(Anser anser)的研究中取得了重大进展,而对家鸭(Anas platyrhychos domesticus)的研究却很少.本研究参照近源物种线粒体基因组序列设计15对引物,通过PCR扩增、测序、拼接,获得北京鸭(A.platyrhychos)线粒体基因组全序列,初步分析其特点和各基因的定位.结果显示,北京鸭线粒体基因组全长16 604 bp,碱基组成为29.19%A、22.20%T、15.80%G、32.81%C,包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop),基因组成及排列顺序与其他鸟类相似.基于线粒体D-loop区全序列,用N-J法构建了7种雁形目鸟类系统进化树,结果表明,北京鸭与绿头鸭(A.platyrhychos)系统进化关系较近.     

尼罗鳄线粒体基因组全序列分析及鳄类系统发生关系的探讨

大多数脊椎动物的线粒体基因组（约16—18kb）的组成是相对较稳定的,但在不同类群中,线粒体基因组在基因结构和基因排列方式等方面均显示了极大的多样性,这种多样性可能反映了真核细胞不同的进化路线（Saccone et al．,1999）。就目前的研究而言,线粒体基因组是惟一一个能够从基因组水平上来分析动物系统发生的分子标记,可以从线粒体基因组序列信息、基因组成及基因排列方式等进行多方位的分子进化研究,因而线粒体基因组全序列将成为动物分子系统发生最有力的证据（Saccone et al．,1999）。     

节肢动物线粒体基因组研究进展与基因顺序分析

在总结了68种节肢动物线粒体基因组的测序种类、基因组组成、结构及基因排序情况的基础上,特别对节肢动物线粒体基因组基因排列顺序数据进行了详细的分析。线粒体基因组基因排列顺序数据显示六足动物与甲壳动物之间相似,螯肢动物与多足动物相似,这个结果和以前Boore(1998)对节肢动物线粒体基因组顺序分析结果不同,却和核rRNA数据的分析结果一致。     

蚕类昆虫线粒体DNA研究及其在起源与进化研究中的应用

线粒体DNA(mtDNA)属母系遗传,进化速率较核基因快且基因组结构相对简单,已作为理想的分子标记广泛应用于昆虫群体遗传学及分子系统学等研究。本文对蚕类昆虫线粒体DNA在分子水平上的最新研究进展进行了较详细的阐述,重点介绍了蚕类昆虫线粒体基因组的组成及特征、mtDNA克隆与多态性及在蚕类昆虫分子系统学研究中的应用等。     

双斑萤叶甲基因组调研及线粒体基因组分析

双斑萤叶甲Monolepta hieroglyphica为杂食性鞘翅目害虫。近年来,该虫对我国农业的为害呈加重趋势,本文对双斑萤叶甲基因组进行调研及对线粒体基因组进行分析,为进一步的全基因组测序提供参考,并为双斑萤叶甲线粒体研究提供基础资料。本文采用Illumina Hiseq 2000测序平台对单只雌性双斑萤叶甲进行双末端测序,测序结果表明:双斑萤叶甲基因组大小约为2.4 Gb,重复序列含量约为52.61%,杂合率为0.67%,GC含量为30.29%。双斑萤叶甲基因组较大,但其基因组的杂合率和GC含量较低。利用基因组测序原始数据,借助NOVOPlasty软件直接提取基因组中线粒体基因组序列并进行组装,获得16 299 bp的双斑萤叶甲线粒体基因组。通过MITOS软件对线粒体基因组进行注释,斑萤叶甲线粒体基因组共有37个基因,包括13蛋白编码基因、22个转运RNA及2个核糖体RNA基因,以及1个非编码的控制区。其线粒体基因组基因排列方式与果蝇的模式排列相同,并未发生基因重排。进一步利用线粒体COX1蛋白构建的系统进化树,为双斑萤叶甲隶属于鞘翅目、多食亚目、叶甲科、萤叶甲亚科的分类地位提供了分子依据。并初步发现鞘翅目内各个物种遗传距离相对于昆虫纲下其它目的各个物种之间遗传距离较远。     

异尾次目寄居蟹总科线粒体基因组比较分析及系统发育研究

为厘清异尾次目(Anomura)寄居蟹总科(Paguroidea)分类及系统发育关系,研究测定分析了活额寄居蟹科(Diogenidae)刺足真寄居蟹(Dardanus hessii)的线粒体基因组全序列,并与其他已公布的16种寄居蟹总科线粒体基因组进行了比较分析。所有寄居蟹总科种类线粒体基因组均包含37个基因和1段长的非编码控制区。线粒体基因组相似性及共线性分析显示所有17种寄居蟹总科的线粒体基因组均经历了基因重排。重排可分为7种类型,其中寄居蟹科(Paguridae)占4种,活额寄居蟹科2种,门螯寄居蟹科(Pylochelidae)1种。遗传距离、序列相似性及系统发育树均显示长腕寄居蟹(Pagurus filholi)与日本寄居蟹(Pagurus japonicus)为同一物种,暗示其中至少有一个物种鉴定有误。系统发育树显示活额寄居蟹科物种并未聚为一支,其中下齿细螯寄居蟹(Clibanarius infraspinatus)与整个陆寄居蟹科(Coenobitidae)聚为一支,表明活额寄居蟹科为并系群。研究结果不仅有助于更好地理解寄居蟹总科的线粒体基因重排和系统发育,并为线粒体基因重...     

蜱螨线粒体基因组研究进展

蜱螨亚纲包括蜱类和螨类, 是节肢动物中物种多样性最高的类群之一。本文综述了当前已测序的28种蜱螨线粒体基因组的研究成果。概括起来, 蜱螨线粒体基因组具有以下特点： （1）大小变异显著, 其中柑橘全爪螨Panonychus citri线粒体基因组在目前已测节肢动物中最小（13 077 bp）; （2）一般碱基组成偏向A和T, 但6种蜱螨具有相反的GC-偏斜（正值）; （3）基因组的碱基组成及A+T富集区的位置、 长度和拷贝数等变异显著, 其中4种叶螨的A+T含量最高, 其A+T富集区在目前已测节肢动物中最短（44~57 bp）; （4）基因高度重排, 特别是真螨总目的种类, 但重排与高分类阶元无相关性; （5）真螨总目部分螨类的tRNA基因极度缩短, 不能形成经典的三叶草二级结构。作者建议要进一步测定更多蜱螨的线粒体基因组, 验证蜱螨非典型tRNA基因的生物学功能性, 分析蜱螨线粒体基因组的分子进化机制, 开展蜱螨线粒体转录组研究等。     

Progress in the complete mitochondrial genomes of the Acari

蜱螨亚纲包括蜱类和螨类,是节肢动物中物种多样性最高的类群之一.本文综述了当前已测序的28种蜱螨线粒体基因组的研究成果.概括起来,蜱螨线粒体基因组具有以下特点:(1)大小变异显著,其中柑橘全爪螨Panonychus citri线粒体基因组在目前已测节肢动物中最小(13077 bp);(2)一般碱基组成偏向A和T,但6种蜱螨具有相反的GC-偏斜(正值);(3)基因组的碱基组成及A+T富集区的位置、长度和拷贝数等变异显著,其中4种叶螨的A+T含量最高,其A+T富集区在目前已测节肢动物中最短(44 -57 bp);(4)基因高度重排,特别是真螨总目的种类,但重排与高分类阶元无相关性;(5)真螨总目部分螨类的tRNA基因极度缩短,不能形成经典的三叶草二级结构.作者建议要进一步测定更多蜱螨的线粒体基因组,验证蜱螨非典型tRNA基因的生物学功能性,分析蜱螨线粒体基因组的分子进化机制,开展蜱螨线粒体转录组研究等.     

动物线粒体基因组研究进展

对动物线粒体分子生物学的最新研究进展进行了较详细的阐述.从线粒体基因组(mtDNA)的研究背景出发,重点介绍了动物线粒体基因组的组成和结构特点,以及目前动物mtDNA与核基因组的关系、线粒体基因的遗传、起源和进化研究中的热点问题.     

原生动物线粒体DNA的研究进展

目前已完成了多种原生动物mtDNA全序列的测定,对线粒体基因组有了较全面和深入的认识。本文总结了原生动物线粒体基因组结构、基因组成及基因表达等方面的研究进展,有助于进一步了解原始线粒体基因组的组成及其mtDNA进化,并为细胞的起源和真核生物进化的研究提供有价值的线索。     

双壳贝类线粒体基因组结构的比较

利用比较基因组学和生物信息学方法, 比较分析了已登录到GenBank中的14种海产双壳贝类和2种淡水双壳贝类的线粒体基因组的结构特征。结果发现, 双壳贝类线粒体的基因组结构、基因排列顺序均互不相同; 不同目、科和属之间线粒体基因组的大小、基因排列方式以及基因种类也存在明显的差异, 尤其是基因排列方式没有明显的规律。对16种双壳贝类的线粒体基因组全序列、编码基因序列进行系统分析, 分别得到了不同的聚类结果, 即用基因组全序列聚类时, 16种贝类的聚类结果与传统的形态学分类地位基本相同; 而将16种贝类的所有蛋白质编码基因和2个rRNA基因按照一致顺序排列起来进行聚类时, 所得的系统分类情况与这些贝类传统的形态学分类地位相差较大。     

象甲科线粒体基因组特征及系统发育分析

昆虫线粒体基因组广泛应用于系统发育关系的重新建立、分子进化、谱系地理学及物种诊断等领域。为揭示象甲科昆虫线粒体全基因组序列的主要结构特征,探究其系统发育相关信息,为进化遗传学研究和分子标记选取等提供参考依据,本研究利用比较基因组学和生物信息学方法,对NCBI上已公布的35种象甲科物种线粒体全基因组序列进行了分析。结果显示:(1)象甲科tRNA基因存在排序及数目异常情况,不同物种中蛋白质编码基因和2种rRNAs排列相同,线粒体全基因组具有明显AT偏向;(2)COX1、ATP6、ND5、ND4、ND4L和ND1基因除标准三联密码子外,还存在特殊的起始密码子AAT、TTG和GTG;(3)13种蛋白质编码基因的进化速率顺序为COX3ATP8ND2ND5ND1ND4ND6ND4LND3ATP6CytbCOX1COX2;(4)13个蛋白编码基因和rRNAs基因中,ND5、rrnL、ND4和ND2基因变异位点数较高,可作为备选的分子标记;(5)各亚科的系统发育关系可能为(((小蠹亚科Scolytinae+长小蠹亚科Platypodinae)+(隐喙象亚科Cryptorhynchinae+魔喙象亚科Molytinae+象虫亚科Curculioninae)+((孢喙象亚科Cyclominae+粗喙象亚科Entiminae)+(隐颏象亚科Dryophthorinae+长小蠹亚科))),为象甲科的系统发育分析有提供参考。