6种水蛭的COⅠ、12S rRNA和16S rRNA基因及分子进化分析

水蛭是一种常见的传统中药,为了解常见蛭类细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）、12S rRNA和16S rRNA基因特征和水蛭分子系统进化关系。对常用的入药品种日本医蛭（Hirudo nipponia）、宽体金线蛭（Whitmania pigra）、尖细金线蛭（Whitmania acranulate）和相近物种菲牛蛭（Poecilobdella manillensis）、光润金线蛭（Whitmania laevis）及八目石蛭（Erpobdella octoculata）的COⅠ、12S rRNA和16S rRNA基因进行扩增、测序,利用Mega 5.0分析基因特征、颠换率、分化年代,利用PAUP＊4.10b和MrBayes 3.1.2构建分子系统树。结果表明6种水蛭的COⅠ、12S rRNA和16S rRNA基因全长分别为1534~1536 bp、709~744 bp、1129~1173 bp,GC含量分别为32.35%~34.79%、24.42%~28.49%、24.82%~27.02%,总体颠换率为0.002%~0.760%,分化年代为3.55×106a~9.85×106a;每种水蛭为单系群的支持值均≥82。说明COⅠ、12S rRNA和16S rRNA基因具有种间特异性,可用于6种水蛭的分类鉴别。     

原羚属分类地位研究兼论中国羚羊的分类

中国羚羊类动物在世界羚羊类动物中有着特殊的地位,其中普氏原羚、藏原羚和藏羚是中国特有的珍稀物种,普氏原羚是极度濒危动物.开展中国羚羊类动物的分类和进化研究是当务之急.本研究利用形态特征、头骨测量及线粒体DNA的12S rRNA(440 bp)和16S rRNA(590 bp)对原羚属的分类地位及中国其他几种羚羊分类地位进行了探讨,发现对质量性状和数量性状数据的聚类分析的结果差异大,而且质量性状的聚类结果比较符合传统的分类系统.分子分类也得到相似结果,但在属下的分析存在较大差异.7种牛科动物的12S rRNA和16S rRNA序列差异分别为0.2%～7.1%和0.3%～8.4%.系统进化分析表明原羚属3种羚羊形成单系群,且蒙古瞪羚与普氏原羚的关系较藏原羚与普氏原羚的关系近.赛加羚应归宿于羚羊亚科,而不是与羊亚科的藏羚形成独立的赛加羚亚科.原羚属的进化可能与青藏高原的隆起有关.     

菌种1137116S rRNA序列分析及鉴定

通过PCR方法扩增菌种11371的16S rRNA基因并测序,将序列提交GenBank(登录号:DQ531606),并与其他链霉菌属种进行比较,通过DNAStar软件得到菌种16S rRNA基因序列进化树。同时采用插片法、显微镜观察等方法对株菌11371进行形态特征、培养特征、生理生化特征鉴定。结果表明,11371的16S rRNA序列与其他链霉菌具有一定的同源性,结合生理、生化指标鉴定结果,进一步确定菌种为不吸水链霉菌一株新亚种(Streptomyces ahygroscopicus subsp.wuzhouensis n.sub-sp.),菌株11371 16S rRNA序列为GenBank中首例Streptomyces ahygroscopicus的16S rRNA序列。     

新疆小叶白蜡丛枝病植原体的鉴定及16S rRNA基因序列分析

【目的】对新疆小叶白蜡丛枝病植原体进行检测,通过其16S rRNA基因分析确定其分类地位。【方法】利用苯胺蓝和4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色,在荧光显微镜下观察新疆小叶白蜡嫩茎横切片;采用植原体16S rRNA基因的通用引物对P1/P7和R16F2n/R16R2进行直接和巢式PCR扩增,对得到的16S rRNA基因的序列进行RFLP和构建系统进化树分析。【结果】表现丛枝病症状的新疆小叶白蜡中存在植原体,暂命名为Fraxinus sogdianaBunge witches’broom phytoplasma(Fraxinus sogdianaBunge WB);其16S rRNA基因的序列GenBank登录号为KF061042,RFLP图谱与16Sr V-B亚组的枣疯病植原体相同,系统进化地位与枣疯病菌株AB052876相同。【结论】新疆小叶白蜡丛枝病植原体为16Sr V-B亚组成员。     

16S rRNA及rpoC1基因用于螺旋藻、节旋藻系统发育的比较北大核心CSCD

【目的】利用16S rRNA和rpoC1基因分子标记研究螺旋藻、节旋藻的系统发育关系,并对其区分能力进行比较。【方法】以84株螺旋藻、节旋藻为研究对象,对其进行16S rRNA、rpoC1基因序列的扩增、测序及分析,并对构建的系统发育树进行对比。【结果】rpoC1基因序列保守位点所占比例49.7%、平均G+C百分含量47.7%和序列相似度76%–100%明显低于16S rRNA基因序列的79.4%、55.6%和91%–100%,其变异程度高于16S rRNA基因;基于16S rRNA、rpoC1基因构建的系统发育NJ树拓扑结构基本一致,84株实验藻株分为2个属3个类群,其中仅F-351、F-904-2、F-1070和TJBC14-1藻株为螺旋藻,其余均为节旋藻;虽然2个基因都不能区分形态种和地理种,但rpoC1基因NJ树的置信度(100%)高于16S rRNA基因(99%),属内分群效果也明显优于16S rRNA基因。【结论】支持了螺旋藻、节旋藻为两个不同属的结论,且在属内分类时rpoC1基因比16S rRNA基因具有更高的区分度。     

应用16S rRNA基因V2高变区序列进行链霉菌分子分类

用16S rRNA部分序列对Williams数值分类系统所包含的链霉菌属种或种群进行系统进化分析 。以包含16S rRNA 基因V2高变区在内的120 bp长核苷酸序列所作的系统进化树表明：这 些链霉菌可分为34个簇,其中大簇5个（包括27～85株菌株）;中等大小簇3个（包括9～12 株菌）;小簇8个（包括2～6株菌）;单成员簇19个。结果同时表明,Williams数值分类系 统中根据形态、生理、生化特征进行归类而得的种或种群内存在较大异质性。     

基于18S rRNA和线粒体16S rRNA基因序列的柳蚕进化分析

为探讨柳蚕Actias selene Hübner与鳞翅目昆虫的系统发育关系,本研究利用PCR扩增获得了柳蚕核糖体18S rRNA和线粒体16S rRNA基因的部分序列,长度分别为391bp和428bp。并采用邻近距离法(NJ)、最大简约法(MP)、类平均聚类法(UPGMA)构建系统进化树。结果表明,柳蚕线粒体16SrRNA基因序列与大蚕蛾科昆虫的16SrRNA基因序列均表现出偏好于碱基AT的倾向。柳蚕与所研究的其它蚕类的遗传距离介于0.016至0.140之间,其中与温带柞蚕Antheraea roylii的遗传距离最小,与野桑蚕Bombyx mandarina的遗传距离最大。而基于鳞翅目昆虫18S rRNA基因部分序列的进化分析显示,柳蚕与柞蚕Antheraea pernyi之间的遗传距离最小(0.010),与蓖麻蚕Samia ricini的遗传距离最大(0.017)。     

基于18S rRNA基因部分序列探讨四种蛙类多盘科吸虫分类地位

分析了寄生于蛙类膀胱的4种多盘虫科Polystomatidae吸虫:石林双睾吸虫Diplorchis shilinensis、锯腿树蛙多盘吸虫Polystoma carvirostris和分别寄生于昭觉林蛙Rana chaochiaoensis、华西雨蛙Hyla a.annectans的2未定种的分类地位,并利用18S rRNA基因部分序列进行了系统发育重建.结果表明:4种多盘科吸虫为多盘虫属Polystoma和双睾虫属Diplorchis的4个分类单元,其中2未定种为多盘虫属未记录种;肠管、生殖系统、后吸器、大钩和生殖棘等为多盘虫属属内种定种的可靠性状.基于18S rRNA基因序列,4种多盘科吸虫呈现以下进化关系:1)寄生于昭觉林蛙和华西雨蛙的多盘虫属2未定种进入欧非混合进化支;2)锯腿树蛙多盘吸虫位于多盘虫属进化支的最基部;3)石林双睾吸虫进入澳洲进化支.     

基于16S rRNA基因序列对织纹螺属的分子系统学分析

研究利用线粒体16S rRNA基因序列片段,对织纹螺属6亚属11种动物进行分子系统学分析。结果显示,种内遗传距离(0～0.007)与种间遗传距离(0.019～0.088)无重叠,这表明线粒体16S rRNA基因能较好地反映织纹螺种间的亲缘关系; 而亚属内遗传距离(0.018～0.031)与亚属间遗传距离(0.028～0.083)存在重叠,表明线粒体16S rRNA基因不能对一些贝壳形态相似的亚属进行区分。同时,确定了疑难种灰白织纹螺Nassarius(Zeuxis)canaliculatum的分类地位,并与相似种西格织纹螺N.(Z.)siquijorensis进行了对比; 确认了秀丽织纹螺Nassarius(Hima)festivus应属于Hima亚属;建议保留单型亚属Varicinassa的有效性。     

九种绢丝昆虫线粒体12S rRNA基因的序列特征和系统发育分析

为探讨鳞翅目中绢丝昆虫之间的系统发育关系和分子进化特征,本研究测定了中国柞蚕Antheraea pernyi野生型和放养型的线粒体12S rRNA基因的部分序列,结合来自GenBank数据库的17条序列,对总共9种绢丝昆虫（2科3属）的12S rRNA基因序列进行了分析。利用软件MEGA 3.1进行碱基组成、变异位点的统计和分子进化分析,分别用类平均聚类法（UPGMA）、邻接法（NJ）、最小进化法（ME）、最大简约法（MP）重建系统发生树。测定的中国柞蚕野生型的12S rRNA基因序列（427 bp）与放养型“豫早1号”的序列完全一致。序列对齐后共鉴定80个变异位点,50个简约信息位点。碱基组成分析显示在科属间具有明显差异,AT含量蚕蛾科高于大蚕蛾科;在A和T碱基的使用上,大蚕蛾科偏好使用T,而蚕蛾科则偏好使用A。与动物中常见的以转换为主的碱基替换模式不同,所分析的9种昆虫中除桑蚕属内部为转换与颠换基本一致外,其余物种间均是颠换多于转换。进化分析支持柞蚕属、樗蚕属和桑蚕属的单系。基于UPGMA法的进化树支持琥珀蚕是柞蚕属的较原始类型,而NJ、ME和MP法则支持印度柞蚕是较原始的类型,因此,柞蚕属种间的进化关系尚需进一步研究。     

基于12S,16S和28S rRNA基因序列的中国小毛瓢虫属系统发育分析

【目的】小毛瓢虫属Scymnus Kugelann昆虫主要捕食蚜虫、蚧虫等害虫,是一类经济上重要的天敌昆虫。目前针对小毛瓢虫属的系统发育研究尚属空白,亚属之间的系统演化关系尚不明确,为了建立合理的分类系统,亟需对小毛瓢虫属的亲缘关系进行研究和探讨。【方法】以华南农业大学馆藏的小毛瓢虫属5亚属共44种为研究对象,采用PCR技术对12S, 16S和28S rRNA基因的部分序列进行扩增;运用MEGA 7.0分析了小毛瓢虫属内12S, 16S和28S rRNA基因的碱基组成,基于K2P模型计算了小毛瓢虫属44种的种间遗传距离;采用最大似然法(maximum-likelihood, ML)和贝叶斯推断法(Bayesian-inference, BI)构建该属的系统发育树。【结果】扩增获得小毛瓢虫属44种的12S rRNA基因序列平均长度为356 bp, 16S rRNA基因序列平均长度为351 bp, 28S rRNA基因序列平均长度为315 bp;序列分析表明,12S rRNA基因的A, T, G和C平均含量分别为38.8%, 43.5%, 11.9%和5.8%, 16S rRNA基因的A, T, G和C平均含量分别为37.6%, 40.3%, 14.4%和7.7%, 28S rRNA基因的A, T, G和C平均含量分别为26.7%, 18.3%, 31.4%和23.5%;基于联合序列分析的种间遗传距离为0.004～0.276,平均遗传距离为0.115。系统发育分析结果表明,小毛瓢虫属为单系起源,而小毛瓢虫亚属Scymnus(Scymnus) Kugelann、毛瓢虫亚属Scymnus(Neopullus) Sasaji、小瓢虫亚属Scymnus(Pullus) Mulsant和拟小瓢虫亚属Scymnus(Parapullus) Yang均为并系起源。【结论】基于12S, 16S和28S rRNA基因序列的小毛瓢虫属系统发育分析显示传统的形态学分类体系与基于分子数据分析的结果部分不一致,这表明应该对该属内各亚属的鉴别特征进行全面检视,筛选并确立各亚属的形态指标,同时也表明该属内的亚属分类单元需重新厘定。     

几种蚊虫线粒体DNA-16SrRNA序列及其相互关系的研究

测定我国尖音库蚊复合组4亚种（尖音库蚊、淡色库蚊、致倦库蚊和骚扰库蚊）、三带喙库蚊、白纹伊蚊和中华按蚊的线粒体DNA 16S rRNA基因（mtDNA-16S rRNA)序列,发现我国尖音库蚊复合组4亚种mtDNA-16S rRNA序列基本一致,长度为555bp(554bp),GC含量为25．41％。该序列与其他3种蚊虫在种间存在差异,与三带喙库蚊的种间差异为0．54％;与白纹伊蚊的种间差异为5．77％;与中华按蚊的种间差异为9．62％。分子系统关系分析表明该序列与传统分类系统的同属或同亚科种类近似性相一致。     

利用线粒体16S rRNA基因全序列分析直翅目主要类群的系统发生关系

为了构建稳健的直翅目主要类群间的系统发生关系并探讨16S rRNA基因序列在构建直翅目昆虫不同分类阶元系统发生关系时的可行性、功效以及性能,文章测定了直翅目4总科9科18种昆虫的16S rRNA基因全序列,联合已知该基因全序列的其他40种昆虫,构建了直翅目主要类群之间的系统发生关系,并分析了16SrRNA基因全序列的系统发生性能和功效。结果表明,直翅目昆虫的16S rRNA基因全长平均为1 310 bp;除生活方式特化的蚤蝼总科和蝼蛄总科的地位无法确定外,直翅目其他主要类群系统发生关系比较稳定;蝗总科下除了斑翅蝗科和槌角蝗科外,剑角蝗科、斑腿蝗科、网翅蝗科都不是单系群,且用不同的方法构建的系统发生树中聚类情况完全一致,各科间遗传距离差异不大,建议将其合为一科;锥头蝗科、瘤锥蝗科和癞蝗科间的遗传距离差异也不大;在构建系统发生树时,16S rRNA基因环区的信息量要比茎区的大;16S rRNA基因可以构建可靠的直翅目属与种水平和目与亚目高级阶元的系统发生关系,但对科和总科阶元缺乏足够的分辨力。     

Evaluation of different partial 16S rRNA gene sequence regions for phylogenetic analysis of microbiomes

Operational taxonomic units (OTUs) are conventionally defined at a phylogenetic distance (0.03—species, 0.05—genus, 0.10—family) based on full-length 16S rRNA gene sequences. However, partial sequences (700 bp or shorter) have been used in most studies. This discord may affect analysis of diversity and species richness because sequence divergence is not distributed evenly along the 16S rRNA gene. In this study, we compared a set each of bacterial and archaeal 16S rRNA gene sequences of nearly full length with multiple sets of different partial 16S rRNA gene sequences derived therefrom (approximately 440-700 bp), at conventional and alternative distance levels. Our objective was to identify partial sequence region(s) and distance level(s) that allow more accurate phylogenetic analysis of partial 16S rRNA genes. Our results showed that no partial sequence region could estimate OTU richness or define OTUs as reliably as nearly full-length genes. However, the V1-V4 regions can provide more accurate estimates than others. For analysis of archaea, we recommend the V1-V3 and the V4-V7 regions and clustering of species-level OTUs at 0.03 and 0.02 distances, respectively. For analysis of bacteria, the V1-V3 and the V1-V4 regions should be targeted, with species-level OTUs being clustered at 0.04 distance in both cases.     

中国沿海蛾螺科5属10种28S rRNA基因的系统学分析

目前已报道在我国分布的蛾螺科种类有13个属,约31个种,系统学和分类地位仍存在较大的争议.本研究利用核糖体大亚基28S rRNA的部分序列对我国辽宁、山东、福建沿海蛾螺科5属10个种的系统发生进行了分析.通过PCR获得了大约1400 bp的片段,测序之后,通过遗传分析软件对序列进行了比对分析,以骨螺科的脉红螺作为外群,利用Neighbor-Joining (NJ)法和Minimum Evolution (ME)法建立了系统树.结果显示,所研究的蛾螺科5属10个种可以被分为5个亚群:第一大分支为香螺亚群,包括Neptunea属的香螺、新英格兰蛾螺、Neptunea eulimata Dall、和一个未知种以及Siphonalia属的略胀管蛾螺;第二个分支为侧平肩螺亚群;第三个分支为荻曷莺突坪6曷菅侨海坏谒母龇种止芏曷菅群;第五个分支为方斑东风螺亚群.由系统学分析可知,香螺是较为进化的种;未知种为香螺属内的种;略胀管蛾螺与Neptunea属的种类亲缘关系较近,序列相似系数为0.9%-1.4%,已经达到了属内水平,建议将略胀管蛾螺归为Neptunea属.     

Morphological and molecular description of new species of squat lobster (Crustacea: Decapoda: Galatheidae) from the Solomon and Fiji Islands (South‐West Pacific)

The family Galatheidae is among the most diverse families of anomuran decapod crustaceans, and the South‐West Pacific is a biodiversity hot spot for these squat lobsters. Attempts to clarify the taxonomic and evolutionary relationships of the Galatheidae on the basis of morphological and molecular data have revealed the existence of several cryptic species, differentiated only by subtle morphological characters. Despite these efforts, however, relationships among genera are poorly understood, and the family is in need of a detailed systematic review. In this study, we assess material collected in different surveys conducted in the Solomon Islands, as well as comparative material from the Fiji Islands, by examining both the morphology of the specimens and two mitochondrial markers (cytochrome oxidase subunit I, COI, and 16S rRNA). These two sources of data revealed the existence of eight new species of squat lobster, four of which were ascribed to the genus Munida, two to the genus Paramunida, one to the genus Plesionida, and the last species was ascribed to the genus Agononida. These eight species are described along with phylogenetic relationships at the genus level. Our findings support the taxonomic status of the new species, yet the phylogenetic relationships are not yet fully resolved. Further molecular analysis of a larger data set of species, and more conserved genes, will help clarify the systematics of this group. © 2009 The Linnean Society of London, Zoological Journal of the Linnean Society, 2009, 156 , 465–493.     

干酪乳杆菌的近缘种及亚种部分看家基因的系统发育分析

【背景】16S rRNA基因序列分析已广泛应用于细菌的分类鉴定,但是存在一定局限性,而使用看家基因作为分子标记在近缘种及亚种间的系统发育分析中具有其独特的优势。【目的】研究16S rRNA、uvr C (核酸外切酶ABC,C亚基)和mur E (UDP-N-乙酰胞壁酰三肽合酶)基因序列对干酪乳杆菌的近缘种及亚种的区分能力。【方法】采用分离自传统发酵乳中的6株干酪乳杆菌为研究对象,选取uvr C和mur E基因片段,通过PCR扩增、测序,结合已公布的干酪乳杆菌的近缘种或亚种的相应序列计算遗传距离、构建系统发育树,并与16S rRNA基因序列分析技术进行比较。【结果】研究发现Lactobacilluscasei及相近种间的uvr C、mur E和联合基因(uvr C-mur E)构建的系统发育树拓扑结构与16S rRNA基因结果基本一致,区别在于相似性的不同,其分别为79.00%-99.16%、89.08%-99.20%、76.56%-99.69%和99.58%-100%。基于16S rRNA基因不能区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,而看家基因uvr C和mur E基因序列能够很好地区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,并且将uvr C和mur E基因串联使用后,试验菌株与参考菌株的分类关系更加清晰。【结论】联合基因(uvr C-mur E)可作为16SrRNA基因的辅助工具用于干酪乳杆菌的近缘种及亚种的快速准确鉴定。     

Use of rpoB gene analysis for identification of nitrogen-fixing Paenibacillus species as an alternative to the 16S rRNA gene

AIM: To avoid the limitations of 16S rRNA-based phylogenetic analysis for Paenibacillus species, the usefulness of the RNA polymerase beta-subunit encoding gene (rpoB) was investigated as an alternative to the 16S rRNA gene for taxonomic studies. METHODS AND RESULTS: Partial rpoB sequences were generated for the type strains of eight nitrogen-fixing Paenibacillus species. The presence of only one copy of rpoB in the genome of P. graminis strain RSA19(T) was demonstrated by denaturing gradient gel electrophoresis and hybridization assays. A comparative analysis of the sequences of the 16S rRNA and rpoB genes was performed and the eight species showed between 91.6-99.1% (16S rRNA) and 77.9-97.3% (rpoB) similarity, allowing a more accurate discrimination between the different species using the rpoB gene. Finally, 24 isolates from the rhizosphere of different cultivars of maize previously identified as Paenibacillus spp. were assigned correctly to one of the nitrogen-fixing species. CONCLUSIONS, SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The data obtained in this study indicate that rpoB is a powerful identification tool, which can be used for the correct discrimination of the nitrogen-fixing species of agricultural and industrial importance within the genus Paenibacillus.     

metaxa2: improved identification and taxonomic classification of small and large subunit rRNA in metagenomic data

The ribosomal rRNA genes are widely used as genetic markers for taxonomic identification of microbes. Particularly the small subunit (SSU; 16S/18S) rRNA gene is frequently used for species‐ or genus‐level identification, but also the large subunit (LSU; 23S/28S) rRNA gene is employed in taxonomic assignment. The metaxa software tool is a popular utility for extracting partial rRNA sequences from large sequencing data sets and assigning them to an archaeal, bacterial, nuclear eukaryote, mitochondrial or chloroplast origin. This study describes a comprehensive update to metaxa – metaxa 2 – that extends the capabilities of the tool, introducing support for the LSU rRNA gene, a greatly improved classifier allowing classification down to genus or species level, as well as enhanced support for short‐read (100 bp) and paired‐end sequences, among other changes. The performance of metaxa 2 was compared to other commonly used taxonomic classifiers, showing that metaxa 2 often outperforms previous methods in terms of making correct predictions while maintaining a low misclassification rate. metaxa 2 is freely available from http://microbiology.se/software/metaxa2/ .