两种毛蚜线粒体基因组比较分析

【目的】线粒体基因组分析已被应用于昆虫系统发育研究。本研究以蚜科Aphididae重要类群毛蚜亚科物种为代表,测定并比较分析了该类蚜虫的线粒体基因组特征,探讨了基于线粒体基因组信息的蚜虫系统发育关系重建。【方法】以毛蚜亚科三角枫多态毛蚜Periphyllus acerihabitans Zhang和针茅小毛蚜Chaetosiphella stipae Hille Ris Lambers,1947为研究对象,利用长短PCR相结合的方法测定线粒体基因组的序列,分析了基因组的基本特征;基于在线t RNAscan-SE Search Server搜索方法预测了t RNA的二级结构;基于12个物种(本研究获得的2个物种和10个Gen Bank上下载的物种数据)的蛋白编码基因(PCGs)序列,利用最大似然法和贝叶斯法重建了蚜科的系统发育关系。【结果】两种毛蚜均获得了约94%的线粒体基因组数据,P.acerihabitans获得了14 908 bp,控制区为1 205 bp;C.stipae获得了13 893 bp,控制区为609 bp。两种毛蚜同时获得33个基因,包含接近完整的13个蛋白编码基因(PCGs)(nad5不完整),18个tRNA,2个rRNA基因;ka/ks值表明,C.stipae的进化速率更快。从基因组组成、基因排列顺序、核苷酸组成分析、密码子使用情况、t RNA二级结构等特征来分析,两种蚜虫线粒体基因组基本特征相似。系统发育重建结果表明毛蚜亚科、蚜亚科的单系性得到了支持,毛蚜亚科位于蚜科的基部位置。【结论】两种毛蚜线粒体基因组的基本特征相似,符合蚜虫线粒体基因组的一般特征,两种线粒体基因组的长度差异主要来自控制区长度的不同;系统发育重建支持毛蚜亚科与蚜亚科的单系性,毛蚜亚科位于蚜科较为基部的位置。研究结果为蚜虫类系统发育重建提供了参考。     

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。     

基于线粒体基因组全序列的鲟形目鱼类(Pisces: Acipenseriformes)的分子系统发育重建

为厘清鲟形目鱼类的系统发育, 研究新测定了中华鲟(Acipenser sinensis)、长江鲟(A. dabryanus)、短吻鲟(A. brevirostrum)、纳氏鲟(A. naccarii)、鳇(Huso dauricus)和匙吻鲟(Polyodon spathula)共6种鲟类的线粒体全基因组序列。联合已测的17种鲟类的线粒体基因组数据, 利用最大似然法和贝叶斯法重建了鲟形目鱼类的分子系统发育关系, 并采用似然值检验对不同的树拓扑结构进行了评价。结果表明, 6种新测鲟类的线粒体基因组大小为16521—16766 bp, 编码13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因和2个核糖体基因, 与大多数已测的鲟类的线粒体基因组结构高度相似。基于23种鲟形目鱼类线粒体基因组数据, 系统发育分析的结果表明: (1)鲟形目的两个科, 匙吻鲟科(Polyodontidae)和鲟科(Acipenseridae)均为单系; (2)鲟科的内部亲缘关系复杂, 鲟属和鳇属的物种均不构成单系群。鲟科鱼类按分子系统发育重建结果可以分为3个类群: 尖吻鲟类(A. sturio - A. oxyrinchus clade)、大西洋鲟类(Atlantic clade)和太平洋鲟类(Pacific clade)。树拓扑结构的检验结果表明, 鲟科的系统发育关系为(尖吻鲟类(太平洋鲟类, 大西洋鲟类))。铲鲟属(Scaphirhynchus)是大西洋鲟类的基部类群。研究也说明线粒体基因组数据在鲟形目鱼类系统与进化研究方面具有重要应用价值。     

眼镜王蛇线粒体基因组全序列分析

参照近缘物种线粒体基因序列共设计和合成了8对引物,结合Ex Taq-PCR、TA克隆和步移测序技术,文章首次获得眼镜王蛇线粒体基因组全序列(GenBank登录号:EU_921899)。该基因组全长17 267 bp,共编码13个蛋白、2个rRNA、23个tRNA——其中tRNA-Ile基因发生了复制,属于一种新的蛇类物种线粒体基因排列模式,另外还含有2个非编码的富含AT的控制区。除了8个tRNA基因和1个蛋白基因由L链编码外,其余均由H链编码,其中H链编码基因的A和T含量接近,而L链上A的含量则明显高于T。基于21种蛇合并的"12S+16S"rRNA基因序列的系统发育分析表明,眼镜王蛇属与眼镜蛇属亲缘关系较近,两者与环蛇属共同构成一个单系群。作为国内外眼镜王蛇线粒体基因组全序列的首次报道,上述结果对于蛇类物种分子系统发育和进化研究具有重要意义。     

梅花草属叶绿体基因组进化分析

叶绿体基因组序列变异和基因组成等特征可有效反映植物类群间的系统发育和进化关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对梅花草属（Parnassia）及其近缘属5种植物的叶绿体基因组进行测序和组装,同时基于已发表的近缘种叶绿体基因组信息,对梅花草属叶绿体基因组结构特征、序列遗传变异和蛋白编码基因密码子偏好性比对分析。结果显示：梅花草属叶绿体基因组整体结构较为保守,均为四分体结构;梅花草多个基因出现假基因化,而本属其他物种叶绿体基因组成一致,均编码115个基因;与近缘属物种相比,本属所有物种均丢失rpl16基因的内含子;蛋白质编码基因的非同义/同义替代率比值较低,叶绿体基因可能经历纯化选择作用;密码子偏好性聚类结果与蛋白编码序列重建的系统发育关系结果一致。本研究表明选择压力可能在梅花草属叶绿体基因组蛋白编码基因进化过程中发挥作用,有助于进一步理解梅花草属植物的进化和适应机制。     

蝙蝠蛾鳞翅虫草Samsoniella hepiali模式菌株线粒体基因组系统发育分析

蝙蝠蛾鳞翅虫草Samsoniella hepiali是重要的药用虫生真菌,根据现代分类系统,隶属于虫草科Cordycipitaceae鳞翅虫草属Samsoniella。本研究对蝙蝠蛾鳞翅虫草模式菌株(ICMM 82-2)线粒体基因组进行测序、组装和注释,发现其线粒体基因组成闭合环状,大小为24 246 bp。基因区域占比为85.10%,共编码42个基因,包括15个蛋白质编码基因(PCGs)、2个rRNA基因和25个tRNA基因。15个PCGs均以ATG为起始密码子,以TAA为终止密码子,偏好密码子为UUA。各氨基酸使用频率具有较大差异,其中亮氨酸(Leu)出现频率最高。25个tRNA基因可转运全部20种氨基酸,其中19个tRNA基因二级结构为三叶草结构。本研究基于线粒体基因组中14个PCGs基因串联数据集,构建肉座菌目6科50个物种的系统发育树,进一步证实蝙蝠蛾鳞翅虫草模式菌株系统发育位置隶属于肉座菌目Hypocreales虫草科Cordycipitaceae鳞翅虫草属Samsoniella。通过虫草科线粒体基因组共线性分析,发现其中12个物种有5个同源区,3个物种存在6个同源区,同源区域A和B长度变异较大。与其他虫草科物种相比,蝙蝠蛾鳞翅虫草线粒体基因组较小,同源区域相对较短。蝙蝠蛾鳞翅虫草模式菌株线粒体基因组信息有助于鉴别其物种特异性,确定其系统发育关系,将为虫草系统发育研究提供新思路,为继续研究鳞翅虫草属物种药用价值提供系统发育依据。     

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。     

变灰青霉线粒体基因组特征及系统发育分析

本研究对一株分离自细虫草上的变灰青霉SFY00C3菌株线粒体基因组进行测定,分析其组成特征,并探究其与青霉属真菌的系统发育关系。结果表明,SFY00C3的线粒体基因组是一条长度为28 301 bp的环状DNA分子,共编码42个基因(15个蛋白编码基因、2个rRNA基因和25个tRNA基因),其碱基组成有显著的A-T偏好性,25个tRNA基因均可形成典型三叶草结构,并存在32处G-U错配。通过青霉属物种间共线性分析发现其线粒体基因组发生了基因重排;共有的14个蛋白编码基因的Ka/Ks值均小于1,表明受到了纯化选择压力的影响;系统发育分析表明：SFY00C3在青霉属中是一个独立的分支,应该是6种青霉祖先的姊妹。本研究丰富了变灰青霉的线粒体基因组序列信息,为青霉属的系统发育、资源保护及遗传多样性研究提供基础数据。     

日本条螽线粒体基因组序列的测定与分析

日本条螽完整的线粒体基因组序列长16 281 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个r RNA基因和1个D-loop区,其基因次序和方向与祖先序列相同。该线粒体基因组排列紧凑,但在ND2和tRNA~(Trp)之间有一段长为650 bp的基因间隔区。为研究螽斯科的系统发育关系,本研究选取日本条螽及其它17个螽斯科物种线粒体基因组的蛋白质编码基因和r RNA基因序列构建贝叶斯系统发生树。     

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。     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.     

Detection of EBV and HHV6 in the Brain Tissue of Patients with Rasmussen’s Encephalitis

Rasmussen’s encephalitis (RE) is a rare pediatric neurological disorder, and the exact etiology is not clear. Viral infection may be involved in the pathogenesis of RE, but conflicting results have reported. In this study, we evaluated the expression of both Epstein-Barr virus (EBV) and human herpes virus (HHV) 6 antigens in brain sections from 30 patients with RE and 16 control individuals by immunohistochemistry. In the RE group, EBV and HHV6 antigens were detected in 56.7% (17/30) and 50% (15/30) of individuals, respectively. In contrast, no detectable EBV and HHV6 antigen expression was found in brain tissues of the control group. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in 20.0% (6/30) of individuals. In particular, a 4-year-old boy had a typical clinical course, including a medical history of viral encephalitis, intractable epilepsy, and hemispheric atrophy. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in neurons and astrocytes in the brain tissue, accompanied by a high frequency of CD8⁺ T cells. Our results suggest that EBV and HHV6 infection and the activation of CD8⁺ T cells are involved in the pathogenesis of RE.