基于线粒体Cytb基因序列探讨中国斑翅蝗科部分种类的系统发育关系

基于斑翅蝗科14种的线粒体Cytb基因462 bp序列,使用MEGA2和PAUP4.0b软件包进行分析,显示Cytb基因序列具有明显的高A、T偏向性和距离依赖的TS/TV值.采用邻接法(NJ)、最大似然法(MP)和极似然法(ML)分别构建斑翅蝗科4亚科8属的系统发育树,不同算法构建的系统发育树均支持分为四大分支(亚科):A(绿纹蝗属)、B(束颈蝗属)、C((飞蝗属+车蝗属)+小车蝗属)、D((痂蝗属+异痂蝗属)+皱膝蝗属);红胫小车蝗和黄胫小车蝗作为两个种比较合适;痂蝗亚科和异痂蝗亚科应该合并为一个亚科;飞蝗亚科与斑翅蝗亚科的分类关系尚未解决,需要进一步的研究进行分析验证.     

山鹧鸪属鸟类线粒体基因组的比较及系统发育研究

海南山鹧鸪(Arborophila ardens)对生境选择比较严格,种群数量稀少,属于濒危物种。为进一步研究山鹧鸪属的进化和系统发育关系,文章利用Illumina Hiseq2000高通量测序技术获得了海南山鹧鸪线粒体全基因组序列,从比较基因组学角度分析了4种山鹧鸪鸟类的线粒体基因组特征,并探讨了山鹧鸪属鸟类的系统发育地位。研究结果表明：(1) 海南山鹧鸪线粒体基因组长度为16 730 bp,编码13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因、22个转运RNA基因以及1个控制区;(2) 山鹧鸪属物种受到了纯化选择的作用,且在进化过程中积累了更多的非同义替换;(3) 山鹧鸪属位于雉科鸟类系统树的基部位置,其中白眉山鹧鸪与红喉山鹧鸪互为姐妹群,海南山鹧鸪位于山鹧鸪属的基部位置,与其他3种山鹧鸪鸟类的亲缘关系较远。     

系统发育网络的构建与应用

系统发育网络目前主要应用于表达种上复杂的网状进化关系、种内个体及群体之间的关系以及相互矛盾数据集的系统发育分析结果3个方面。本文在综述网状进化现象的基础上,介绍了目前用于构建系统发育网络的几种常用方法,包括T-Rex软件包的网状图法,Tcs软件中的统计简约法,Splitstrees4的中间网法、二分裂法和邻接网法。     

基于DNA复合条形码技术的蝗虫肠道共生真菌多样性研究

利用DNA复合条形码技术,研究了11个样本的蝗虫肠道共生真菌的多样性。结果显示:ITS在所研究的物种中鉴定了5门16纲29目40属2786 OTU真菌。肠道真菌群落组成分析结果显示:所有物种肠道真菌类群中含量最高的是木耳菌目和银耳目,其中斑翅蝗科的真菌类群多样性相对最高,斑腿蝗科的真菌类群多样性相对最低,表明各蝗虫肠道之间存在着明显的菌群多样性变化。α多样性分析结果显示:斑翅蝗科的共生真菌群落丰富度和多样性最高,斑腿蝗科的则最低。β多样性分析结果显示:(1)同科的各个种的肠道真菌群落结构差异性较小,不同科的种的肠道真菌群落结构差异性较大;(2)剑角蝗科的肠道真菌群落结构与其他物种的相似性均相对较低,而且在两个不同取样地得到的中华剑角蝗的真菌群落结构相似性也相对较低。聚类分析结果显示:(1)同科的蝗虫肠道真菌首先聚到一起,且群落相似性也相对较高;(2)布勒掷孢酵母属、内疣衣属和外瓶霉属3个属在蝗虫肠道真菌中是优势菌属。     

黄脸油葫芦线粒体基因组:一种新的基因排列方式

采用长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了黄脸油葫芦（Teleogryllus emma）线粒体基因组全序列。结果表明,黄脸油葫芦的线粒体基因组全长15 660 bp,A+T含量为73.1%。谷氨酸、色氨酸及天冬酰胺的转运RNA基因由N链编码,形成了直翅目中的第三种基因排列顺序,其余结构与其它螽亚目昆虫的线粒体结构一致。基因间隔序列共计73 bp,间隔长度从1—24 bp不等;有14对基因间存在共54 bp重叠,重叠碱基数在1—11 bp之间。13个蛋白质编码基因中12个基因（除COⅠ基因外）的起始密码为标准的ATN组成,COI基因的起始密码子为TTA。有10个基因在基因3＇端能找到完全的TAA或TAG终止密码子,而有三个基因（COII,ND5和ND4）终止密码子为不完整的T。除tRNASer（AGN）外,其余21个tRNA基因的二级结构均属典型的三叶草结构。黄脸油葫芦940bp的A+T富集区中存在一个被认为与复制起始有关的保守的二级结构,该结构不仅存在于直翅目昆虫中,而且也存在于双翅目、鳞翅目和膜翅目中,但是未见于昆虫纲的早期分化类群——弹尾目中。     

斑腿蝗科11种蝗虫RAPD带型的变异

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)技术研究了斑腿蝗科 8属 11种蝗虫RAPD带型的变异。在 2 3个随机引物中有 8个引物能扩增出清晰而稳定的RAPD带 ,扩增总带数为 148条。带型显示 :科内属间及属内种间多态性普遍存在。利用Nei&Li相似系数和UPGMA聚类法 ,构建斑腿蝗科不同属种的分子系统树。聚类结果显示 :属内的种各自先聚为一类 ,而 8个属间的系统树分为两大分支 ,这两个分支与这些属种的形态特征尤其是翅发达与否完全一致。第一分支的 2个属 (云秃蝗属和小蹦蝗属 )均为前翅退化型 ,第二分支的 6个属 (星翅蝗属、长夹蝗属、素木蝗属、胸斑蝗属、外斑腿蝗属、斜翅蝗属 )都是前翅发达型。     

陕西省林麝mtDNA D-loop区序列结构和种群遗传多样性

林麝(Moschus berezovskii)曾广泛分布于中国,由于盗猎和栖息地缩小,秦岭地区野生种群数量迅速下降,圈养繁殖种群已成立了几十年,但大多数圈养种群的遗传背景不清,种群规模增长非常缓慢。为了给这一物种的保护和管理提供有用的信息,调查了陕西省林麝1个圈养种群3个野生种群线粒体DNA(mt DNA)D-Loop 632 bp片段的遗传多样性和种群结构。在69个个体中其碱基组成为A+T的平均含量63.2%高于G+C含量36.8%,共检测到变异位点171个(约占总位点数的27.05%)。核苷酸多样性(Pi)为0.04424,平均核苷酸差异数(K)为19.908。69个个体分属32个单倍型,单倍型间的平均遗传距离(P)为0.070。32个单倍型构建的NJ系统树聚为3个分支,4个林麝群体中的单倍型是随机分布的。4个群体的平均遗传距离为0.043(标准误SE为0.005),凤县养殖场群体与留坝和陇县群体的亲缘关系较远。单倍型间的平均遗传距离为0.043,可见其遗传分化尚未达到种群分化的水平。结果表明,陕西省林麝群体mt DNA D-loop区序列存在着较丰富的变异和遗传多样性,凤县野生群体和凤县养殖场群体的核苷酸多样性和单倍型多样较高,养殖场种群没有出现近亲繁殖及遗传多样性下降的情况。凤县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化较小,存在着较高的基因流水平。     

线粒体基因组测序策略和方法

本文综述了线粒体基因组测序策略和方法,在传统测序方法中介绍了基于物理分离线粒体DNA的克隆文库测序方法和基于PCR扩增产物的直接测序方法,后者重点介绍了基于长PCR扩增产物的引物步移法和基于总DNA的引物步移法;应用新一代高通量测序方法有基于总DNA样品的方法,包括需要预扩增mtDNA的多物种平行高通量和无需预扩增mtDNA的高通量方法,基于总RNA样品的转录组测序方法等。在实际工作中,选择哪种方法取决于研究规模、样品大小和保存状态、经费情况等。总的来说,基于长PCR扩增产物的引物步移法尤其适合小规模昆虫线粒体基因组研究,而对于大规模线粒体基因组研究来说,NGS技术无疑是省时省力的最佳选择。     

线粒体基因组数据的分析方法和软件

线粒体基因组的研究已经普及,其正确的拼接和注释是所有后续研究的基础。本文以Staden Package软件为主介绍了拼接和注释的线粒体基因组的方法,同时介绍了其他常用的拼接软件ContigExpress、DNAMAN、DNASTAR、BioEdit和Sequencher,以及利用不同软件(包括DOGMA、MOSAS、MITOS、GOBASE、OGRe、MitoZoa、tRNAscan-SE、ARWEN、BLAST和MiTFi等)对线粒体基因组中的蛋白质编码基因、rRNA、tRNA和A+T富集区进行注释的方法,最后介绍了利用MEGA5软件分析线粒体基因组的组成、Sequin软件提交序列和线粒体基因组数据绘图工具(CG view、MTviz和OGDRAW)。     

基于线粒体Cyt b,16S rDNA和核28S rDNA的中国斑腿蝗科(直翅目,蝗总科)九亚科间的系统发育关系研究

基于线粒体Cytb、16S rDNA和核28S rDNA的部分序列的联合数据集,重建了中国斑腿蝗科9亚科26种蝗虫和癞蝗科笨蝗(外群)间的系统发育关系。结果显示:1)除黑蝗亚科、秃蝗亚科和切翅蝗亚科外,其余6亚科的单系性都得到支持;2)黑蝗亚科似乎应当与秃蝗亚科合并为一个亚科,且与其他几个亚科亲缘关系相对较远;3)凸额蝗属应该由切翅蝗亚科中独立出来;4)卵翅蝗亚科和稻蝗亚科是姐妹群;5)星翅蝗亚科、黑背蝗亚科、斑腿蝗亚科、刺胸蝗亚科及切翅蝗亚科中的凸额蝗属间的关系较近。