贝氏柯克斯体穿梭载体构建及转化方法建立

目的:基于大肠杆菌质粒pMMB207,构建贝氏柯克斯体穿梭载体,建立贝氏柯克斯体转化系统。方法:利用PCR分别扩增eGFP基因、Kan~R抗性基因、贝氏柯克斯体组成型表达启动子P311和P1169等4段序列,然后用融合PCR技术将4段序列融合为P311-eGFP-P1169-Kan~R串联序列,经KpnⅠ和XhoⅠ酶切后,连接至经同样双酶切的pMMB207骨架上,构建穿梭载体p207-GK;将穿梭载体电转化至贝氏柯克斯体,用ACCM-2培养基进行传代培养或感染BGM细胞;利用倒置荧光显微镜观察eGFP基因的表达,传代至eGFP基因高表达时,用半固体平板培养法克隆分纯贝氏柯克斯体转化株。结果:构建了贝氏柯克斯体穿梭载体,获得了稳定表达eGFP的贝氏柯克斯体转化株,并完成了克隆分纯。结论:建立了完整的贝氏柯克斯体转化系统,为后续用遗传学方法研究贝氏柯克斯体奠定了基础。     

人呼吸道合胞病毒兰州株基因组全长cDNA克隆的构建及鉴定

目的构建用于呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)体外拯救的RSV基因组全长cDNA克隆,并进行鉴定。方法根据RSV Long株基因组序列设计并合成引物,利用RT-PCR技术分6段扩增RSV LZ01/09基因组序列并构建克隆载体;测序后,利用重叠PCR与酶切连接技术,根据基因组序列选择特异性酶切位点,引入Kpn I、Xma I和Sal I酶切位点,构建成4个亚克隆载体;将亚克隆载体的插入片段连接至经过改造且包含T7启动子、锤头状核酶、多克隆位点、丁肝核酶、T7终止子的p RSV1载体中,构建RSV基因组全长cDNA克隆;对克隆全长cDNA序列进行测定,与亲本RSV LZ01/09基因组进行同源性比对分析,并与RSV实验参比株进行系统进化树分析。结果测序结果显示,RSV LZ 01/09的基因组全长为15 204 bp,与GenBank公布的RSV基因组序列长度相当,将完整的序列提交GenBank,登录号为KY782635;酶切及测序结果显示,用于RSV全长cDNA克隆构建的基本载体p BSKS-MCS(简称p RSV1)与预期相符,RSV全长基因组cDNA克隆质粒(简称转录载体p RSV1-4F)酶切片段大小与预期一致;同源性比对结果显示,全长cDNA序列与亲本RSV LZ01/09基因组序列同源性高达99.83%;系统进化树分析结果显示,其与RSV-A亚型序列同属于一个分支。结论测序及酶切分析结果表明已成功构建RSVLZ01/09基因组全长cDNA克隆,为建立拯救RSV重组病毒的反向遗传学系统平台奠定了基础。     

串联重复序列在琴叶拟南芥基因组中的特征探究

串联重复序列广泛存在于真核生物的基因组中,它通过影响染色质的空间结构及基因表达从而影响生物的遗传与进化.本研究以琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)基因组为材料,分析了1～50 bp重复单元的串联重复序列特征.研究发现串联重复序列在基因的5'UTR和启动子区域密度最高(8757 bp/Mb,8430 bp/Mb),而编码区CDS的密度最低(2406 bp/Mb).基因组中重复模体最高的为单核苷酸重复的T/A碱基,5'UTR中包含大量的二核苷酸重复模体,而在CDS中主要是三核酸重复模体.串联重复序列特征在琴叶拟南芥基因组不同区域的差别,显示其与基因表达和调控功能相适应.本研究深入探讨了串联重复序列在植物基因组中的特征及作用,为重复序列调控基因表达及植物基因组进化提供借鉴.     

金针菇基因组测序与组装策略分析

采用二代和三代测序技术分别对金针菇单核体菌株“6-3”进行测序,应用4种组装策略进行基因组的de novo组装,对比组装效果。基因组组装的参数方面,仅使用二代测序组装的效果最差,长度大于10kb的Contig全长只有24.6Mb,Contig N50只有23kb,组装率只有59.27%。采用三代组装二代校正的组装策略效果最好,长度大于10kb的Contig全长为38.3Mb,Contig N50为2.8Mb,组装率高达92.16%。保守单拷贝基因拼接效果方面,4种组装策略获得基因组序列与BUSCO数据库里的担子菌的保守单拷贝基因比对,基因完整性均大于94%。在组装准确性方面,经过PCR扩增、Sanger测序验证,三代组装二代校正的基因组序列完整并且连续,同时序列上碱基的SNP、InDel数量最少。综上所述,三代组装二代校正得到的基因组序列具有Contig N50值大、组装率高、碱基准确性高的特点,是食用菌基因组测序较为理想的方案。     

基于基因组序列的脑膜炎奈瑟菌分型方法

【目的】建立并评估1种适宜的脑膜炎奈瑟菌(Neisseriameningitidis,Nm)基因组分子分型方法。【方法】本研究以125株代表性Nm菌株的基因组序列为对象,建立了基于核心基因SNP的基因组分型方法,并与pubMLST网站公布的MLST和cgMLST分型方法进行比较。【结果】基于核心基因SNP的基因组分型方法和cgMLST方法对125株Nm菌株的分型结果一致性较高,两种方法均明显优于MLST分型方法。基于SNP的基因组分型方法在认识Nm菌的种群结构、界定克隆群方面具有优势;cgMLST分型方法能够对任一菌株进行分型,但不能进行克隆群的界定和归类。【结论】基于核心基因SNP的基因组分型方法和cgMLST均明显优于MLST分型方法,未来仍有待进一步整合和提高。     

木本高山花卉马缨杜鹃的全基因组扫描分析

本研究采用高通量测序技术(Illumina Hiseq ~(TM)2000)首次对世界名贵园林花卉马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)进行了基因组大小的测定,并评估了马缨杜鹃的GC含量、杂合率和序列重复度等信息参数,为马缨杜鹃全基因组测序策略的选择提供了有据参考。全基因组扫描结果如下:马缨杜鹃的基因组大小约为698 Mb,杂合率较高约为1.25%,GC含量约为39%,且具有一定的基因组序列重复度。研究表明:马缨杜鹃的全基因组测序分析不宜采用全基因组鸟枪法(WGS),可尝试WGS与fosmid或BAC-to-BAC相结合的测序策略,亦或采用杂合组装软件进行序列拼装,以提高全基因组序列的拼装质量。     

SARS病毒基因组的多态性

对SARS病人粪便样本直接测序,得到SRAS—CoV BJ202全基因组序列（AY864806）。应用比较基因组研究方法对GenBank中公布的115株SARS—CoV基因组序列以及BJ202进行分析。以GZ02序列为参照,发现2个以上基因组中同时存在单核苷酸多态（SNP）位点共278个。多态位点在SARS—CoV基因组中呈偏态分布,大约一半突变位点（50．4％,140／278）发生在基因组3’末端1／3区域。编码Orf10-11、Orf3／4、E蛋白、M蛋白和S蛋白区域突变率较高。克隆并测序含有BJ202基因组12个多态位点的11个cDNA以及4个不含已知多态位点的cDNA片段（15个片段总长度为6．0kb）,结果显示：BJ202特有的3个多态位点（13804、1503l和20792）以及另外3个多态位点（26428、26477和27243）均检出两种不同核苷酸;位点18379虽在已公布的115株SARS—CoV基因组中未发现突变,实际上也是多态位点。14个克隆中有8个克隆该位点为A,6个克隆为G。全部116个SARS—CoV基因组中共有18种缺失类型和2种插入类型。大部分缺失发生在编码ORF9和ORF10-11区域（基因组序列27700—28000bp处）。以邻位连接法（Neighbor-Joining）构建了116株SARS—CoV系统发育树,BJ202与BJ01和LLJ-2004等SARS—CoV的亲缘关系较接近。     

玉米特异DNA通过有性杂交导入小麦DH后代的分子证据

构建了玉米的随机基因组文库,筛选了近100个玉米基因组特异的重复DNA克隆,用它们作探针分别对2个来自小麦×玉米的小麦DH群体进行RFLP分析.结果发现,玉米的MR64克隆导入到2个小麦群体的各1株后代中,即在普通小麦DH系的18号株和波斯小麦DH系的15号株中检测到强杂交信号,这个结果首次从DNA水平上证明某些玉米特异的DNA序列,可通过受精作用以很低的频率转移到小麦DH后代的基因组中.测序分析证实,克隆MR64的插入片段长度为695Pb,A+T含量为58%,用多种酶切玉米基因组进行RFLP分析表明它是一个带1～3个主串联重复单位的散布重复序列.同时还对它的序列结构、甲基化图谱、拷贝数和在玉米染色体上的分布以及在其它小麦品种和禾本科种基因组中的序列同源性情况进行了详细的研究.     

中国人β神经生长因子前体基因的克隆及其序列分析

从正常人外周血白细胞中提取基因组ＤＮＡ,用ＰＣＲ扩增神经生长因子（ＮＧＦ）β亚基前体的全长编码区序列,将其克隆到Ｔ－ｖｅｃｔｏｒ（原始质粒为ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡＳＫ（＋））上,取两个独立的克隆采用自动测序仪进行双链ＤＮＡ双向测序,结果表明：两个克隆的序列完全相同,该序列与国外报道的ＮＧＦ序列有一个碱基的差别,从而导致ＮＧＦ前导肽中一个氨基酸的改变,而成熟的ＮＧＦ序列没有改变。     

七里香蔷薇叶绿体基因组测序及结构分析

七里香蔷薇是蔷薇属木香花的一个变种,在秦岭山区广泛分布,具有重要的观赏价值,同时也是蔷薇属花卉育种的重要种质资源。本研究首次以秦巴山区七里香蔷薇为实验材料,采用Illumina HiSeq4000测序系统对其叶绿体基因组DNA建库测序,建库类型为350 bp DNA小片段文库,测序深度为59×。分析其基因组结构,并且与已报道蔷薇科植物叶绿体基因组进行比较。七里香蔷薇叶绿体基因组序列全长156 544 bp,具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构。叶绿体基因组包括大单拷贝区85 678 bp、小单拷贝区18 782 bp和2个反向重复序列26 042 bp。GC含量为37.22%;检测到116个串联重复序列43个散在重复序列;此外,还检测到72个简单重复序列位点。对其功能基因比对分析,该植物的叶绿体基因组共注释得到129个基因,包括86蛋白编码基因、35个tRNA基因和8个rRNA基因。用MEGA6.0软件通过邻近法基于叶绿体全基因组序列对所有已知叶绿体基因组的蔷薇科22个物种进行聚类分析,其与七里香蔷薇和大花香水月季、缫丝花聚在一起。研究结果对于七里香蔷薇野生植物资源的育种及引种驯化具有参考依据。     

4株霍乱弧菌非产毒株溶源性噬菌体pre-CTXΦ 的基因组结构分析

霍乱弧菌溶源性噬菌体CTXΦ携带霍乱毒素基因ctxAB,通过其结构基因gⅢ编码产生的PⅢ蛋白识别霍乱弧菌毒素共调菌毛(toxin co-regulated pilus, TCP)的主要结构亚单位TcpA,从而感染具有TCP的霍乱弧菌,使之成为产毒菌株。CTXΦ还有不携带ctxAB的前体pre-CTXΦ,根据CTXΦ基因组中调控基因rstR序列型不同,可分成不同的型别。在不同霍乱弧菌菌株的基因组中,已发现CTXΦ/pre-CTXΦ基因组及其亚型的多种组合排列方式。研究该噬菌体家族的基因组多样性,能够分析其进化及在霍乱弧菌产毒株形成中的作用。本研究发现了4株O1和O139群霍乱弧菌非产毒株具有pre-CTXΦ基因组及多样的rstR序列型,进一步对pre-CTXΦ在4株菌株中的基因组特征进行了分析。利用第3代基因测序法(短读长测序技术和单分子长读长测序技术),获得了4株菌株的基因组序列。利用长读长测序和拼接分析,精确地获得了具有长片段重复序列结构的pre-CTXΦ基因组排列,明确了4株测序菌株中多样的pre-CTXΦ基因组排列。在非产毒株基因组菌株VC3193中发现了携带古典型pre-CTXΦ;还在菌株VC702的pre-CTXΦ基因组中首次发现了肺炎克雷白菌的转座子结构(Gen Bank序列号：SRIL00000000)。在这4株测序菌株中,受体TcpA以及pre-CTXΦ的PⅢ蛋白也具有明显差异的序列,有 TcpA和PⅢ新序列型,这提示了CTXΦ家族感染宿主菌的受体-配体相互识别的复杂对应关系。本研究丰富了对CTXΦ/pre-CTXΦ家族基因组及其整合排列的多样化认识,也为分析该溶源性噬菌体在不同遗传特征霍乱弧菌菌株间的水平转移和促使新产毒克隆形成方面提供了更多的证据。     

莠去津降解菌泛基因组测序及比较基因组分析

Arthrobacter aurescens TC1和Pseudomonas sp. ADP是目前莠去津降解菌的模式菌株,筛选出Microbacterium sp.HBT4,旨在挖掘这3株不同种属细菌基因组间生物学信息的异同,并预测重要基因。通过Illumina Hiseq 4000测序平台采用DNA小文库制备和测序技术,进行了泛基因组测序,使用相关软件进行基因组组分分析、基因功能注释、基因间变异检测和比较基因组学分析,将分离得到的微杆菌HBT4与模式菌株进行核苷酸组成、共线性及菌株间变异差异分析。得到该菌株基因组大小约为3.53Mb,预测到菌株HBT4编码基因3 397个、重复序列含量为1.33%、非编码RNA 63个,通用数据库基因功能注释共3 324个,专用数据库基因功能注释共1 149个,通过菌株间差异变异分析发现SNP、Small InDel和水平转移基因,未发现结构变异基因,获得该菌株特有基因中GO注释到的基因在细胞组分、分子功能和生物学进程中的数量和比例,从KEGG代谢通路富集图中发现特有基因编码的二氢硫基赖氨酸残基琥珀酰转移酶位于三羧酸循环中α-酮戊二酸和琥珀酰辅酶A的代谢通路之间。获得3个菌株核心基因组与非必需基因组比例分布、系统进化树和共线性关系,发现三者之间共有基因家族986个、菌株HBT4特有基因家族1 171个。得到的菌株HBT4与两株模式菌株相比,其基因家族之间既有相同之处,又有较大差异。     

牛冠状病毒BCV-Aks-01新疆南疆株全基因组序列测定及其分子特征分析

为掌握牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)BCV-Aks-01新疆南疆株的全基因组序列、分子结构特征及遗传变异情况。本研究以新疆南疆某牛场BCV-Aks-01阳性样本为基础,以GenBank中BCoV参考株设计扩增引物和测序引物,提取样本中病毒核酸,对BCV-Aks-01株进行全基因组扩增、测序、构建系统发生树及序列分析。结果表明,BCV-Aks-01新疆南疆株为BCoV,其全基因组长为30 975bp,与GenBank收录的参考株比较,核苷酸同源性高达98.8%,属于β类冠状病毒2a亚类,具有β类冠状病毒共同结构特征。首次获得BCV-Aks-01新疆南疆株全基因组序列并阐明了其基因组分子结构特征。     

磁珠富集法筛选大弹涂鱼CA微卫星序列

以大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)基因组DNApool为材料,构建基因组PCR文库,采用链霉亲和素包被的磁珠富集法筛选目的片段.目的片段经克隆、测序验证后获得大弹涂鱼微卫星序列.在筛选的409个菌落中共获得209个阳性克隆,其中具有144个微卫星序列(GenBank登录号为HQ852252 - HQ852395),除去重复测序和侧翼链不足的序列,可以设计引物的微卫星序列有117条.     

猪Ⅱ型圆环病毒豫A株的全基因组克隆与序列分析

参照国外发表的猪Ⅱ型圆环病毒(porcine circovirus type 2,PCV-2)全基因组序列,设计一对PCV-2特异性引物,用该室分离的PCV-2豫A株感染PK-15细胞,从中提取PCV-2复制型基因组DNA,并以之为模板进行PCR扩增.回收PCR产物,构建重组测序质粒T-PCV-2.测序结果表明,猪Ⅱ型圆环病毒豫A株的全基因组为1767bp,与GenBank收录的PCV-2国外分离株核苷酸的同源性可高达97%.序列分析表明,复制型豫A株的基因组包含10个读码框架,其中ORF1、ORF2是其两个最主要的读码框架,分别编码314、234个氨基酸.豫A株和PCV-1间的ORF1、ORF2的氨基酸序列同源性分别为85%、66%,与其它PCV-2毒株间的ORF1氨基酸同源性均在98%以上,而ORF2的氨基酸同源性为92%～97%.     

假单胞菌NyZ12基因组的可塑多变特征

【背景】假单胞菌是广泛存在于土壤、水体环境的微生物,其中Pseudomonas plecoglossicida NyZ12是一株能够以环己胺为唯一碳源和氮源生长的革兰氏阴性菌,其基因组达到7.0Mb左右。【目的】研究假单胞菌NyZ12的基因组是否具有可塑性和多变特征。【方法】以环己胺为唯一碳源和氮源生长的P. plecoglossicida NyZ12为研究对象,以琥珀酸或者代谢中间产物环己酮为碳源连续传代让其自然发生突变,然后筛选在以环己胺为唯一碳源和氮源的无机盐培养基上不能生长的突变体。将获得的突变体进行全基因组测序,并与野生型假单胞菌NyZ12的全基因组进行比对。【结果】以琥珀酸和环己酮为碳源分别筛选到一株突变体T1和T2,测序比对后发现假单胞菌突变体T1、T2的基因组发生大量的缺失和突变。对基因丢失的原因进行了分析,丢失的2个大片段中存在大量的重复序列、转座酶、转座子和原噬菌体。【结论】假单胞菌NyZ12的基因组具有可塑多变的特征。其可能的机制为进一步揭示微生物的适应和进化提供了参考。     

六妹羊肚菌PacBio基因组测序和DNA 6mA甲基化分析

羊肚菌属于子囊门真菌,是世界范围内最受欢迎的食用菌之一。本研究通过PacBio单分子实时测序技术对我国四川省成功栽培的六妹羊肚菌Morchella sextelata SCLS菌株进行全基因组测序,获得其高质量核基因组组装,大小为53.57Mb,重复序列含量为17.03%,包含42条重叠群（contigs）,重叠群N50高达1.82Mb,其中13条重叠群两端均含有端粒重复序列,为完整的染色体。通过链特异性RNA-seq测序和转录本拼接,并结合多种基因预测策略,预测到13 182个蛋白编码基因,包括267个碳水化合物活性酶,11个次生代谢产物合成基因簇。通过与内蒙古地区栽培的六妹羊肚菌菌株NZTD180501373基因组比较发现,六妹羊肚菌进化过程中可能发生过染色体重组事件,二者具有33 055个SNP和48 726个InDel位点差异,并且各自拥有超过6Mb的特有序列。此外,相比于梯棱羊肚菌M. importuna,六妹羊肚菌SCLS菌株中与逆转录转座酶有关的orthogroup发生了扩张,并且拥有5个成员数超过100的特有逆转录转座酶基因家族。对SCLS菌株中的DNA N⁶腺嘌呤甲基化（6mA）修饰进行了鉴定,发现SCLS菌株基因组中0.42%的腺嘌呤被6mA甲基化,其含量显著高于已报道的6种双核亚界（Dikarya）真菌。6mA甲基化位点在逆转录转座子上显著富集,表明六妹羊肚菌中6mA甲基化可能调控逆转录转座子的活性,这也是首次在真菌中报道6mA甲基化与转座子相关。     

基于比较基因组学分析大黄鱼来源波罗的海希瓦氏菌的防御系统

【目的】波罗的海希瓦氏菌是冷藏海产品中常见的腐败菌,通过全基因组测序和转录组测序,分析它们的规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)系统和限制修饰(restricted modification,R-M)系统,为波罗的海希瓦氏菌的基础生物学研究和海产品中微生物的致腐机制提供理论基础。【方法】分析大黄鱼来源波罗的海希瓦氏菌SB-19株和W-3株的致腐能力,对W-3株的全基因组序列进行测序、组装和注释,结合已报道的SB-19株和27株希瓦氏菌的全基因组序列,采用比较基因组学方法探究它们的CRISPR和R-M系统的差异,进而对SB-19株和W-3株在不同生长时期进行转录组测序,以及两株菌内致腐相关基因的共进化分析。【结果】灭菌大黄鱼汁中产生挥发性盐基总氮和三甲胺值显示波罗的海希瓦氏菌SB-19株和W-3株分别为强致腐能力和弱致腐能力菌株;平均核苷酸一致性证实SB-19株和W-3株为波罗的海希瓦氏菌,但基于全基因组构建的系统发育树则发现二者之间存在遗传信息上的差异;SB-19株...     

毛竹基因组大小和序列构成的比较分析

毛竹(P. pubescens)是世界重要的竹类植物之一, 是中国分布范围最广、种植面积最大(占全国竹林总面积的2/3以上)、经济价值最高的竹种. 毛竹属于禾本科, 为四倍体(4x = 48), 是该科中特殊的草本植物. 禾本科中多个基因组已被或正在被测序, 但竹类植物基因组研究还未见报 道. 本研究以被测序的玉米(B73)和水稻(日本晴) 基因组作为内参, 利用流式细胞仪(FCM)获得大小约为2034 Mb毛竹基因组, 其与玉米基因组大小相仿, 远大于水稻基因组. 为了明确毛竹基因组是否与玉米基因组一样由大量重复序列组成, 进行了毛竹基因组随机测序, 获得近1000条基因组调查序列(GSS). 序列分析表明, 毛竹基因组的重复序列组成比例23.3%, 明显低于玉米(65.7%); 其重复序列主要由Ty1/Copia和Gypsy/DIRS1 2类LTR逆转座子(14.7%)构成, DNA转座子和其他重复序列比例均较低. 但由于测序数量等原因,该结果还有待今后更大规模的基因组测序分析. 本研究对毛竹和其他竹种的基因组学研究提供了一些有价值的基础数据, 同时该研究是第一次对竹类植物基因组的序列构成进行了初步描述.     

乙型脑炎病毒减毒中间株SA14—12—1—7基因组全序列的测定

本研究通过对乙型脑炎活疫苗减毒过程中间株SA14 12 1 7株进行全序列测定和分析 ,进一步了解乙脑活疫苗减毒及其稳定性的分子机制。根据已发表的SA14 14 2株及SA14 株的序列 ,设计 6对重叠引物 ,涵括整个乙脑病毒的基因组 ,通过RT PCR扩增出SA14 12 1 7株的各cDNA片段 ,分别克隆到pGEM T载体 ,转化至TG1受体菌中 ,挑取阳性克隆进行鉴定后测序。结果表明SA14 12 1 7株基因组全序列长 10 976个核苷酸 ,从 96到 10 394为一个长开放读码框 ,编码 3432个氨基酸。与野毒株SA14 和疫苗株SA14 14 2的核苷酸序列和氨基酸序列相比 ,同源性均在 99%以上 ,突变位点分散于各个区域 ,E区有 5个位点与疫苗株一致而与野毒株不同 ,3个位点与野毒株一致而与疫苗株不同 ,推测与其容易产生回复突变、恢复毒力有关。此外 ,NS3、NS5和 3′NTR的几个位点可能与病毒毒力稳定性相关。综上所述 ,乙脑病毒减毒中间株的基因组全序列基本类似于已发表的序列 ,若干突变位点影响病毒的弱毒性及毒力的稳定性。全序列的测定对于研究疫苗株的减毒机理具有重要意义