草兔线粒体基因组全序列及其系统发育关系分析

草兔(Lepus capensis)在我国数量多,分布广,但人们对草兔的系统地理学、草兔与其他兔类的系统发育关系了解不多,其亚种水平的分类也长期存在争议。本研究通过LA-PCR 技术对草兔线粒体基因组全序列进行PCR 扩增、序列测定和分析,并基于线粒体基因组12 个蛋白质编码基因10 776 bp的核苷酸序列,采用贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建哺乳纲(Mammalia) 灵长总目(Euarchontoglires)5 个目12 种动物的系统发育关系,结果支持兔形目(Lagomorpha)的单系起源,其中草兔与欧洲野兔(L. europaeus)亲缘关系最近,两者互为姐妹群,进而与家兔(Oryctolagus cuniculus)构成姐妹群关系。此外,基于线粒体细胞色素b 基因全序列,构建31 个兔类个体的系统发育关系,结果显示,草兔与雪兔(L. timidus),云南兔(L. comus) 与高原兔(L.oiostolus),东北兔(L. mandschuricus)与塔里木兔(L. yarkandensis) 有较近的亲缘关系,而在草兔内部,中国的草兔与南非草兔亲缘关系较远,采自江苏盐城的草兔与来自山东、陕西、四川的草兔聚为一支,具有明显较近的亲缘关系。该研究为更好地探讨草兔系统发育关系提供了进一步的分子生物学资料.     

中国树花线粒体基因组特征及系统发育分析

中国树花是广布于北半球的一种地衣,具有抗病毒、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗炎和治疗糖尿病等生物活性。本研究首次对中国树花Ramalina sinensis的线粒体基因组进行测序、组装和注释,结果表明其线粒体基因组是一个长度为38 265 bp的环状分子,共编码42个基因(15个蛋白质编码基因(PCGs)、2个rRNA基因和25个tRNA基因),碱基组成具有明显AT偏好性,其中24个tRNA被成功预测为典型三叶草结构。密码子偏好性分析显示该线粒体基因组对A/U结尾的密码子具有明显偏好性。树花科地衣共线性分析没有发现大面积的基因重排现象。与间枝树花R. intermedia的线粒体基因组比较分析显示这2个物种有着较为亲密的适应性进化关系。15个PCGs的Ka/Ks值各不相同,说明这些基因正在接受不同的选择压力。系统发育分析表明中国树花与间枝树花的亲缘关系很紧密。本研究为树花属的资源保护、系统进化以及遗传多样性研究提供基础数据。     

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。     

基于线粒体基因组的藏马高原适应及系统发育分析

研究测定了西藏那曲（4,500m）、云南中甸（3,300m）、云南德钦（3,300m）地区3匹藏马线粒体全基因组序列。3个地区的藏马线粒体基因组全长以及结构均与韩国济州岛的马类似,但比瑞典马线粒体基因组短。藏马基因组在DNA序列上的两两相似性达993％。通过对线粒体蛋白编码区的分析发现,NADH6基因的蛋白序列在三匹藏马中均表现快速进化的现象。这表明NADH6基因在藏马高原适应进化过程中扮演着重要角色。此外,利用7匹藏马的D—loop区域序列以及与其亲缘关系较近的马的序列首次构建的藏马的系统发育树显示,那曲藏马与中甸、德钦藏马属于不同的分支,且存在较大的遗传多样性,表明藏马可能为多地区起源。     

短尾蝮蛇线粒体基因组全序列分析

参照近缘物种的线粒体基因序列设计并筛选得到8对引物,结合TA克隆和步移测序获得了全长17227bp的短尾蝮蛇线粒体基因组全序列.与多数蛇类线粒体基因组类似,其共编码包括13个蛋白、2个rRNA和22个tRNA在内的37个基因,另外还包含2个非编码的富含AT的控制区.基因间排列紧凑,多数基因间间隔极短甚至发生重叠.除nad1、cox1和nad3外,多数蛋白编码基因均以ATG作为起始密码子,终止密码子的使用则存在TAA、AGA、AGG和不完全的T4种情况.基于合并的19个tRNA基因序列组合数据采用NJ、MP和ME3种算法对21种蛇进行了初步的系统发育分析,结果表明,各主要分类单元之间的亲缘关系与前人基于形态学、线粒体12SrRNA和cytb基因序列研究的结论完全一致,这证实了基于合并的线粒体tRNA基因序列进行蛇类物种DNA分子系统学研究的可行性.     

蒙古狼线粒体基因组序列分析及其系统发育地位

应用Long-PCR和克隆测序法得到蒙古狼(Canis lupus chanco)线粒体基因组全序列,结合GenBank中现有犬科动物线粒体基因组数据,应用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和Bayesian分析法对蒙古狼的系统发育地位进行了探讨。结果如下:蒙古狼线粒体基因组全长16709bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区。序列碱基的组成存在明显的A-T偏好性。tRNA基因中除tRNA-Ser(AGY)缺少双氢尿嘧啶(DHU)臂以外,其余均能折叠成典型的三叶草二级结构。大多数蛋白质编码基因的起始和终止密码子与犬科动物有报道相同,COXⅡ基因的起始密码子为ATA,与其他犬科动物不同。基于12S rRNA+16S rRNA+H链上的12个蛋白质编码基因的联合数据的系统发育分析发现,在已报道的狼亚种数据中,西藏狼(Canis lupus laniger)的分化时间最早,其次为阿拉伯狼(Canis lupus arabs),蒙古狼与欧亚狼(Canis lupuslupus)的系统发育地位最为接近。     

虾虎鱼类线粒体全基因组序列结构特征分析及系统发育关系探讨

虾虎鱼类体态变异大、体型小、种类多, 形态鉴定及谱系分类较为困难。为深入开展虾虎鱼类的鉴定、分类及遗传进化等研究, 文章对已获得的26种虾虎鱼线粒体全基因组进行分析。结果发现, 虾虎鱼类线粒体基因组的基因组成及排列模式与大多数脊椎动物线粒体基因组特征基本一致; 由于不同物种的控制区存在不同数量的重复序列而导致基因组序列长度存在明显的差异; 26种虾虎鱼线粒体全基因组序列及不同基因中A+T的含量均超过50%, 并存在碱基G偏倚现象。基于37个编码基因序列, 利用Kimura双参数法计算遗传距离, 发现矛尾刺虾虎鱼与斑尾刺虾虎鱼、斑纹舌虾虎鱼与钝吻舌虾虎鱼分别为同种异名。通过对26种虾虎鱼线粒体基因组控制区序列的比较, 识别了终止结合序列区、中央保守区及保守序列区。利用26种虾虎鱼线粒体基因组的36个编码基因序列构建系统发育树, 发现部分聚类结果不同于传统的形态学分类方式, 虾虎鱼科中的5个亚科出现了明显的分化, 近盲虾虎鱼亚科、背眼虾虎鱼亚科、瓢虾虎鱼亚科亲缘关系较近而聚成一大支, 然后与拟虾虎鱼亚科种类形成姐妹类群, 虾虎鱼亚科与其它的4个亚科亲缘关系较远, 单独成为一个类群。根据分子钟估算结果推测虾虎鱼科物种可能起源于始新世晚期至渐新世时段, 在中新世进一步分化为具有现代表征的虾虎鱼种类。     

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。     

蚜蝇科昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

蚜蝇科昆虫是一类重要的资源昆虫,目前GenBank数据库共收录64种蚜蝇科昆虫线粒体全长基因组序列,涉及蚜蝇亚科(Syrphinae) 3族26种,管蚜蝇亚科(Eristalinae) 5族38种。本文总结了蚜蝇科昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在蚜蝇科昆虫系统发育研究中的应用,同时基于线粒体全基因组序列重建了蚜蝇科系统发育关系,并提出今后蚜蝇科昆虫的线粒体基因组学研究重点。     

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。     

克氏光唇鱼线粒体基因组测定及光唇鱼属的系统发育分析

根据侧条光唇鱼(Acrossocheilus parallens)线粒体基因(mt DNA)序列设计引物,采用引物步移和PCR扩增产物测序,获得了克氏光唇鱼(A.kreyenbergii)的mt DNA全序列。结构分析表明,克氏光唇鱼mt DNA为首尾闭合的环状基因,全长16 596 bp,编码37个基因,包括13个蛋白编码基因、22个t RNA基因、2个r RNA基因和两段非编码区(D-loop和轻链复制起点OL),碱基组成具有明显的A+T偏好和反G偏倚现象。13个蛋白编码基因中,除COⅠ的起始密码子是GTG,其余基因的起始密码子均为ATG;终止密码子包括完全的终止密码子TAA(38.46%)和TAG(7.69%),不完全的终止密码子TA(15.38%)和T(38.46%)。在D-loop区的811~837 bp区间发现了一段"TA"短串联重复序列。从蛋白编码基因所包含的信息量、变异位点和变异率看,ND5、ND4、COⅠ和ND2最适合作为光唇鱼属种间系统发育分析的分子标记。采用贝叶斯法利用13个蛋白编码基因所构建的系统发育树显示,光唇鱼属和白甲鱼属(Onychostoma)的24种鱼类各自没有聚为单系群,相互间不能明确区分。     

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.     

节肢动物线粒体基因组与系统发生重建

对mt基因组的比较研究是探讨节肢动物系统发生的有效手段之一。基因的排列和DNA序列可以为重建节肢动物的系统发生提供有用的信息。目前,已测定mt基因组全序列的节肢动物已增加到44种。归纳、总结了节肢动物mt基因组的基本特征、基因顺序、基因重排的发生和机制等。简要评述基于mt基因组的节肢动物系统发生研究。     

暗纹东方鲀线粒体基因组核苷酸全序列测定与分析

以暗纹东方鲀(Takifugu fasciatus)肝的线粒体DNA为模板,参照红鳍东方鲀(T.rubripes)等近源鱼类的线粒体基因组DNA序列,设计合成14对特异引物,进行PCR扩增并测序,首次获得了暗纹东方鲀线粒体基因组全序列。结果表明,暗纹东方鲀线粒体基因组序列全长16 444 bp(GenBank登录号为GQ409967),A+T含量为55.8%,其mtDNA结构与其他脊椎动物相似,由22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和1段819 bp非编码的控制区(D-loop)所组成。蛋白质基因除COⅠ和ND6的起始密码子为GTG、CCT以外,均为典型的起始密码子ATG。ND1、ATPase8、COⅢ、ND4L、ND5、Cyt b使用典型的终止密码子TAA,其他的使用不完全终止密码子。除ND6和tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer、tRNAGlu、tRNAPro在L-链上编码之外,其余基因均在H-链编码。基因排列顺序与已测定的鲀类一致,这显示了鲀类线粒体基因排列顺序上的保守性。tRNA基因核苷酸长度为64～73nt,预测了22个tRNA基因的二级结构,均呈较为典型的三叶草状。基于19种鲀类mtDNA全序列构建的进化树表明,暗纹东方鲀与红鳍东方鲀、中华东方鲀(T.chinensis)聚成一个姊妹群。结果还支持东方鲀属鱼类为一单系类群。     

The First Mitochondrial Genome for Caddisfly (Insecta: Trichoptera) with Phylogenetic Implications

The Trichoptera (caddisflies) is a holometabolous insect order with 14,300 described species forming the second most species-rich monophyletic group of animals in freshwater. Hitherto, there is no mitochondrial genome reported of this order. Herein, we describe the complete mitochondrial (mt) genome of a caddisfly species, Eubasilissa regina (McLachlan, 1871). A phylogenomic analysis was carried out based on the mt genomic sequences of 13 mt protein coding genes (PCGs) and two rRNA genes of 24 species belonging to eight holometabolous orders. Both maximum likelihood and Bayesian inference analyses highly support the sister relationship between Trichoptera and Lepidoptera.     

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。     

Complete mitochondrial genome of spined sleeper Eleotris oxycephala (Perciformes,Eleotridae) and phylogenetic consideration

The complete mitochondrial genome of Eleotris oxycephala was determined to be 16,527 bp in length with (A + T) content of 53%, and it consists of 13 protein-coding genes, 22 tRNAs, 2 ribosomal RNAs, and a control region. The gene composition and the structural arrangement of the E. oxycephala complete mtDNA were identical to most of other vertebrates. Phylogenetic analysis based on different sequences of species of the Gobioidei suborder and different methods showed that E. oxycephala formed a cluster with Eleotris acanthopoma and Eleotridae were divided into two clades. Furthermore, extensive taxon sampling and more molecular information are needed to confirm the phylogenetic relationships among the Gobioidei.     

齿缘摄龟线粒体基因组全序列与系统进化

采用常规PCR扩增并测序获得了齿缘摄龟(Cyclemys dentata)线粒体DNA(mtDNA)全序列,并研究了其基因组结构特点;根据20种龟的线粒体基因组重链蛋白编码基因序列,分别利用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯法(Bayesian)构建系统进化树,探讨这些龟鳖物种之间的系统进化关系。结果显示,齿缘摄龟线粒体基因组全序列长为16489 bp(GenBank登录号为JX455823),A+T含量为61.51%,编码37个基因,包括13个蛋白质编码基因,2个rRNA,22个tRNA和1个控制区(Dloop),基因组成与其他龟鳖类动物相似;非编码区D-loop长973 bp,包含1个中央保守区(CD),2个扩展终止结合序列区(ETASs),3个保守盒(CSBs);构建的MP树、ML树和Bayesian树的拓扑结构相似,闭壳龟属7种龟聚为一枝,拟水龟属6种龟聚为一枝,齿缘摄龟与黑桥摄龟聚在一枝,3种进化树均支持这些龟鳖物种现有的分类学地位。     

Complete Mitochondrial Genome of Haplorchis taichui and Comparative Analysis with Other Trematodes

Mitochondrial genomes have been extensively studied for phylogenetic purposes and to investigate intra- and interspecific genetic variations. In recent years, numerous groups have undertaken sequencing of platyhelminth mitochondrial genomes. Haplorchis taichui (family Heterophyidae) is a trematode that infects humans and animals mainly in Asia, including the Mekong River basin. We sequenced and determined the organization of the complete mitochondrial genome of H. taichui. The mitochondrial genome is 15,130 bp long, containing 12 protein-coding genes, 2 ribosomal RNAs (rRNAs, a small and a large subunit), and 22 transfer RNAs (tRNAs). Like other trematodes, it does not encode the atp8 gene. All genes are transcribed from the same strand. The ATG initiation codon is used for 9 protein-coding genes, and GTG for the remaining 3 (nad1, nad4, and nad5). The mitochondrial genome of H. taichui has a single long non-coding region between trnE and trnG. H. taichui has evolved as being more closely related to Opisthorchiidae than other trematode groups with maximal support in the phylogenetic analysis. Our results could provide a resource for the comparative mitochondrial genome analysis of trematodes, and may yield genetic markers for molecular epidemiological investigations into intestinal flukes.