微生物基因组全序列分析进展

目前已测定了１３种微生物的基因组全序列，为追踪生物进化网络提供了宝贵信息，本文综述了已经取得的重要成果，并提出进一步研究的意见。     

微生物全基因组测序研究进展

本文综述了近年来大规模微生物基因组核酸序列测定的最新研究进展,介绍微生物全基因组测序的基本方法、序列的收集组装,序列缺口的填补,以及序列资料的计算机分析整理。大规模基因组测序完成后,未来面临的更大挑战是在ＤＮＡ序列基础上认识微生物的完整生物学功能。为此本文也介绍了有关基因功能分析的新技术,并对微生物基因组功能分析的未来发展作了展望。     

两种微生物的新的基因组序列

本期《自然》杂志发表了常见的粉色面包霉菌Neu rosporacrassa的基因组序列草稿 ,这种生物在上个世纪2 0年代被当作一种实验室用微生物 ,自上个世纪 40年代以来在遗传实验室中被用作一种模型生物。该基因组所编码的蛋白是裂殖酵母的两倍 ,只比果蝇少 2 5 %。在另一篇论文中 ,研究人员对N .crassa基因组的甲基化成分做了分析。N .crassa很适合研究DNA甲基化 ,部分是因为它可在没有甲基化的情况下存活。甲基化的基因似乎是转位子的遗迹 ,会发生由重复段诱导的点突变 ,后者是一种防卫机制 ,即通过使复制的序列突变而将它们剔除两种微生物的…     

快速获取55型腺病毒基因组序列的方法

【目的】建立快速获取55型腺病毒的全长基因组序列的方法。【方法】根据55型腺病毒的基因组特点,设计覆盖55型腺病毒基因组序列的12对引物,分别以55型腺病毒DNA为模板,扩增得到12个PCR产物,通过对12个PCR产物测序及序列拼接,获得55型腺病毒的全长基因组序列。【结果】从本院急性上呼吸道感染者咽拭子标本中分离得到一株55型腺病毒毒株SF04/SC/2016,以其DNA为模板扩增成功获得12个PCR产物,对其进行测序,并对12段序列进行拼接得到55型腺病毒的全长基因组序列,与已报到的各型腺病毒序列进行比对,采用邻位相连法构建系统发育进化树,所得序列与55型腺病毒处于同一分支,进一步确认该病原体为55型腺病毒。【结论】研究公布的序列和方法,能够实现更方便对腺病毒的快速测序,为揭示55型腺病毒的进化特点及制订疾病防控策略提供了有效手段。     

微生物基因组研究进展

本综述了微生物全基因组测序的基本方法,数据收集和组装,序列缺口的填充、全基因组序列注释。同时对微生物基因组的研究现状和重大意义也作了简单概述。     

古代病原微生物基因组的研究进展

古代病原微生物基因组研究对病理学、微生物学、考古学等领域均具有重要的价值。在过去的十年里,高通量测序和靶向富集技术的发展和应用使古代微生物基因组的获取成为可能,通过对古代人群样本中获取的宏基因组进行筛查,使得引发古代疫情的相关病原体的基因组得以重建,为研究人类传染病的起源、传播和演化提供了一个独特的窗口。在当今全球化的背景下,新发及再发传染性疾病的出现频率促使我们回顾过去,以便更好地了解现代病原菌出现和古代病原菌重新出现的过程和生态环境。在这篇文章中,我们总结了近十年古代病原微生物基因组水平的研究进展,并提出了这项研究所面临的挑战以及未来的研究前景和方向。     

针叶树基因组特征及其序列资源挖掘进展

针叶树是裸子植物中最大也是分布最广的一支。作为多年生木本植物,针叶树不仅为工业提供建筑、造纸等重要原料和其它可再生能源,而且在北半球的生态平衡中也起着重要作用。因其独特的分类地位、重要的经济价值和生态价值,针叶树序列资源挖掘备受重视。然而其庞大且复杂的基因组阻碍了这一进程,截至2013年4月,尚无获得全基因组序列的针叶树种。随着第2代测序技术的出现及生物信息学的快速发展,针叶树序列资源挖掘也从转录组过渡到全基因组测序,后者己在松属（Pinus）、云杉属（Picea）和黄杉属（Pseudotsuga）部分树种中开展。该文首次归纳了针叶树基因组特征．回顾了针叶树序列资源挖掘进程,并重点介绍了火炬松（Pinustaeda）、欧洲云杉（Piceaabies）和白云杉（Piceaglauca）的全基因组测序项目。     

微生物全基因组鸟枪法测序

全基因组测序主要有二种策略,一种是分级鸟枪法测序,另一种是全基因组鸟枪法测序。微生物是一种十分重要的遗传资源,运用全基因组鸟枪法可以方便、快捷地完成其基因组的测序任务。本文对微生物全基因组鸟枪法测序中文库构建、插入片段的长短比例、反应投入量、拼接以及补洞等问题作了较细致的描述,有些步骤作了举例说明。 Abstract:Two strategies introduced for whole genome sequencing,one is clone by clone method,the other is whole genome shotgun sequencing,for microbes which are very important to us,whole genome shotgun sequencing method is very convenient.In this article we discussed the library construction、long-to-short-ratio of insert,、total number of reads should be sequenced、assembly and gap filling technologies of the whole microbial genome shotgun sequencing method while some examples presented.     

赤麂线粒体全基因组的序列和结构

提取赤麂细胞株总DNA,参照我们实验室已测定的同属动物小麂线粒体全基因组序列设计引物,PCR扩增、测序、拼接,获得赤麂线粒体全基因组序列并进行生物信息学分析。赤麂线粒体全基因组序列全长16354bp。定位了22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白编码基因和1个D-loop区。赤麂与小麂及其它哺乳动物线粒体的基因组结构相同,它们的序列同源性都较高。     

鳙的线粒体基因组核苷酸全序列分析

对采集自我国长江的鳙的线粒体DNA全序列进行了测定.结果表明,鳙的线粒体DNA全长为166221 bp,其碱基因组成为A=31.6%;C=27.1%;G=16.0%;T=25.3%,A+T含量为56.9%.鳙线粒体基因组的排列、结构和组成与其它鲤科鱼类相似,包括37个基因,即13个蛋白质编码基因,2个rRNA基因,22个tRNA基因和一个非编码控制区(D-loop).在13个蛋白编码基因中,除ND6由轻链编码外,其余12个基因均由重链编码.COI基因的起始密码子为GTG,而其它12个蛋白编码基因的起始密码子均为ATG.     

叶蝉线粒体基因组全序列结构研究进展

叶蝉种类多,数量大,并且广泛分布于全世界,主要生活在森林和草地上,均以植物为食,对蔬菜、禾谷类等经济植物产生危害。迄今,在NCBI中已收录27种叶蝉线粒体基因组全序列数据。本文概述了叶蝉线粒体基因组全序列的获取过程和分析方法,并且比较了PCR法和NGS在实际测序应用中的优缺点;从开展时间和研究空间两方面梳理了叶蝉线粒体基因组全序列研究现状;分析了27种叶蝉全序列结构的基因重叠、基因偏斜、PCGs基因、密码子使用、RNA基因和A+T富含区的基本特征;总结了叶蝉线粒体基因组在系统发育关系、分类鉴定以及不同地理种群之间的应用;同时基于以上研究,从研究数量、研究体系和研究应用三方面归纳了叶蝉线粒体基因组全序列现阶段研究中的不足,并对今后的研究工作予以展望。     

乌龟线粒体全基因组序列和结构分析

龟鳖类同其它类群脊椎动物的系统进化关系一直存在争论。为进一步从分子水平上探讨这一问题,本文参照近源物种的线粒体基因组,设计了16对特异引物,采用PCR产物直接测序法测得了乌龟线粒体基因组全序列。结果表明:乌龟线粒体基因组序列全长16576bp,包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个蛋白质编码基因和1个非编码控制区。乌龟线粒体基因组结构和基因排列顺序与其它龟鳖类相同,在“WANCY区”包含一个“stemloop”结构,ND3基因174位点存在一个额外插入的腺苷酸(A)。本文通过比较分析结构基因在主要脊椎动物类群中的排列顺序,探讨了龟鳖类与其它主要脊椎动物类群的系统进化关系     

目标序列捕获技术及其应用

耗资30 亿美元历时10 余年完成的人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)给基因组学研究带来了翻天覆地的变化,通过测定人类基因组DNA 的序列,探寻基因在染色体上的位置,明确基因的结构和功能,解读人类的全部遗传信息,人类第一次在分子水平上全面认识自我.在这期间,建立了两项非常重要的高通量技术:基因芯片和新一代测序技术.这两种技术进一步结合,就产生了一种新的解决方案:目标序列捕获测序技术.新一代测序技术的发展和成功应用使得普通实验室对整个人类基因组进行测序成为可能,由此,科学家们提出了千元人类基因组计划①.     

针叶树基因组特征及其序列资源挖掘进展北大核心CSCD

针叶树是裸子植物中最大也是分布最广的一支。作为多年生木本植物,针叶树不仅为工业提供建筑、造纸等重要原料和其它可再生能源,而且在北半球的生态平衡中也起着重要作用。因其独特的分类地位、重要的经济价值和生态价值,针叶树序列资源挖掘备受重视。然而其庞大且复杂的基因组阻碍了这一进程,截至2013年4月,尚无获得全基因组序列的针叶树种。随着第2代测序技术的出现及生物信息学的快速发展,针叶树序列资源挖掘也从转录组过渡到全基因组测序,后者已在松属(Pinus)、云杉属(Picea)和黄杉属(Pseudotsuga)部分树种中开展。该文首次归纳了针叶树基因组特征,回顾了针叶树序列资源挖掘进程,并重点介绍了火炬松(Pinus taeda)、欧洲云杉(Picea abies)和白云杉(Picea glauca)的全基因组测序项目。     

10株铜绿假单胞菌的全基因组序列分析

目的 了解不同分离来源铜绿假单胞菌的全基因组基本特征,以此分析基因组多态性及其遗传进化关系。方法 选择10株医源性和食源性来源的铜绿假单胞菌代表性菌株,应用Solexa高通量测序技术对其进行全基因组测序,以此进行多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST),比较各菌株基因组中携带的耐药基因、毒力基因及插入序列(insertion sequence, IS)元件,并通过比较基因组学分析方法拟合泛基因组和核心基因组积累曲线,筛选核心基因SNP构建系统发育分子进化树。结果 10株菌的基因组从6.3～7.0 Mbp大小不一,包含5 868～6 598个基因,平均G+C含量为67.1%;发现10个菌株各具不同的ST型。在这10个菌株的基因组中,共检测到75种耐药基因,包括抗β-内酰胺酶类、抗氨基糖苷类、抗氟喹诺酮类等;共发现188种毒力基因,不同来源菌株间无明显差异;各菌株之间IS元件种类和数量差异较大。分析发现,铜绿假单胞菌具有开放型泛基因组和稳定型核心基因组;10株菌可分为3个进化分支,且不同分离时间和来源无明显相关性。结论 本研究获得10株不同分离来源的铜绿假单胞菌的全基因组序列,初步证实食品及患者分离来源菌株基因组数据无明显相关性,为后续铜绿假单胞菌的分子流行病学和致病性机制研究提供数据参考。     

四个竹秆变异毛竹变型的全基因组序列分析

毛竹是我国重要的经济竹种,在长期栽培适应过程中产生了丰富的变异。为揭示毛竹竹秆变异变型的全基因组突变类型,以黄皮毛竹、金丝毛竹、绿皮花毛竹和花毛竹4个毛竹变型为实验材料,采用高通量重测序技术获得全基因组序列,进行单核苷多态性(SNP)、小片段插入缺失(InDel)和结构变异(SV)检测和注释,并将变异基因进行功能注释。结果表明:花毛竹基因组检测得到的基因变异数最多,为12 555个; 金丝毛竹样品变异位点数最少,为11 923个; 4个样品都有7 000多个变异基因得到功能注释。GO注释分类包括细胞组件、分子功能和生物过程三个基因功能分类体系的56个功能组。在细胞组件方面,叶绿素合成相关基因有2 431个; 在生物过程方面,参与类胡萝卜素合成过程的基因有75个,参与花青素合成过程中的调控以及紫外光下组织中花青素积累的相关基因有80个。COG分类表明参与复制、重组和修复的基因数为369个,信号转导机制的基因数为291个,转录的相关基因为222个。通过KEGG数据库系统地分析变异基因参与的黄酮类、类胡萝卜素等物质代谢合成途径。深入研究这些差异基因的调控途径,从DNA水平上解释竹秆的变异机制,可为深入研究毛竹种内丰富的多态性和遗传变异提供数据支持,阐析不同变异类型的基因家族、功能基因等遗传基础。     

西瓜花叶病毒中国分离株全基因组核苷酸序列测定

西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)是马铃薯Y病毒属(Potyvirus)成员,主要危害西瓜和甜瓜,引起花叶病。在田间,该病害主要由蚜虫以非持久性方式传播。西瓜和甜瓜花叶病在国内陕西、山东、云南、辽宁、山西、新疆、河南和黑龙江等地广泛发生[1-6]。从20世纪80年代中期开始发生,逐渐上升为普遍发生的主要病害。我国大部分地区因西瓜和甜瓜病毒病造成的损失为30%~50%,甚至会绝产,西瓜花叶病毒已经成为制约西瓜和甜瓜高产稳产最主要的因素之一[7]。到目前为止,多数工作集中在对西瓜和甜瓜病毒病的鉴定,在分子生物学上仅限于对CP基因…     

微生物基因组研究进展

微生物基因组研究近年来发展很快,借助基因测序技术已完成多种微生物基因组测序。原核细胞生物基因组与真核细胞基因组具有各自特点。许多由基因控制的细菌遗传性状与细菌毒力有关,选择合适的靶基因研究可用于发展疫苗和开发新的诊断工具。同时,加快基因组功能性研究迫在眉睫。     

大壁虎线粒体基因组全序列及其结构(英文)

采用长PCR扩增、克隆和引物步行等方法,测定了大壁虎(Gekkogecko)线粒体基因组全序列。序列全长16435bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA基因。基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构、较低的碱基G含量、对碱基T的偏好以及GC和AT偏斜,都与大部分脊椎动物相同或相近。但有些特征揭示了壁虎类的原始性蛋白质编码基因密码子第3位表现为对碱基A的偏好,更接近两栖类和鱼类而不是羊膜动物;标准终止密码子(TAA)只出现于3个蛋白质编码基因中,比大部分脊椎动物少。tRNA基因核苷酸长度为63～76nt,除了tRNACys和tRNASer(AGY)缺少D臂,其余的二级结构均呈典型的三叶草状。