小鲵科线粒体16S rRNA基因序列分析及其系统发育

To study the phylogeny of Hynobiidae, we amplified DNA fragments of 470 bp 16S ribosomal RNA (16S rRNA) gene on mitochondrial DNA from Ranodon sibiricus and Ranodon tsinpaensis. PCR products were cloned into PMD18 T vector after purification. These sequences were determined and deposited in the GenBank (accession numbers: AY373459 for Ranodon sibiricus, AY372534 for Ranodon tsinpaensis). By comparing the nucleotide differences of 16S ribosomal RNA sequences among Liua shihi, Pseudohynobius flavomaculatus and Batrachuperus genus from GenBank database, we analyzed the divergences and base substitution among these sequences with the MEGA software. The molecular results support that B. tibetanus, B. pinchonii and B. karlschmidti are classified into three valid species. Liua shihi has closer phylogenetic relationships to Ranodon tsinpaensis than to other species. More our results reveal that Pseudohynobius flavomaculatus is not a synonym of Ranodon tsinpaensis. [Acta Zoologica Sinica 50 (3) : 464 - 469,2004].     

中国地鼠线粒体DNA 16S rRNA基因序列分析及分子系统发育研究

目的通过克隆分析中国地鼠16S基因的部分序列,对中国地鼠16S基因的结构和功能进行初步探索和揭示。方法从GenBank中已报道的啮齿动物16S基因保守区设计一对引物,进行PCR扩增,测序。用Blastn与GenBank中七种啮齿类动物的16S基因进行序列比较,分析其碱基组成及变异情况,并用邻接法(NJ)、非加权组平均法(UPGMA)构建分子系统树,在分子水平上探讨中国地鼠和其他啮齿类动物的进化关系,对中国地鼠的种属地位进行了进一步验证。结果获得了中国地鼠线粒体16S基因的部分序列,其碱基组成A、T、C、G分别为40.5%、24.5%、18.7%、16.3%,与其他七种啮齿类动物的碱基含量相比,各碱基含量基本相似。NJ进化树表明,中国地鼠、金黄地鼠与欧洲仓鼠先聚为一支,小鼠与大鼠先聚为一支,东方田鼠、台湾田鼠与东欧田鼠先聚为一支。结论中国地鼠和金黄地鼠的亲缘关系最近,与传统的分类地位基本吻合。     

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。     

两种鯻科鱼类线粒体16S rRNA基因片段序列分析

利用PCR技术成功扩增了高体革鯻(Scortum barcoo)和厚唇弱棘喇(Hephaestus fuliginosus)的线粒体16S rRNA基因序列.通过序列测定,得到791 bp的基因片段,碱基A、T、G、C平均含量分别为31.4％、21.2％、20.5％和26.9％,序列中的A+T含量明显高于G+C的含量,这与其他鱼类的16S rRNA基因片段研究结果相一致.通过序列分析发现,高体革鯻和厚唇弱棘喇两序列共存在23处碱基变异,其中碱基转换位点20个,碱基颠换位点3个,转换与颠换比率为6.7,没有发现碱基插入与缺失.与从GenBank中查到的3种蜊科鱼类的同源序列比对,邻接法(neighbor-joining)构建亲缘关系树,结果显示,5种蜊科鱼类聚在一起,分为独立的2支,匀蜊和单色匀鯻及花身蜊聚成1支,高体革鯻和厚唇弱棘鯻聚为1支,说明高体革鯻与厚唇弱棘蜊的亲缘关系比较近,而与其他另外3种鯻科鱼类亲缘关系比较远.     

基于12S rRNA和16S rRNA基因序列探讨中国蚤蝇科部分属间的系统发育关系

基于线粒体12S rRNA和16S rRNA基因序列联合分析,采用最大简约法、最大似然法和贝叶斯法分别构建了中国蚤蝇科14属的系统发育树.结果表明:联合分析序列总长度为819 bp,其中可变位点277个,简约信息位点200个;A+T平均含量为77.7%,具A、T偏倚性.系统发育分析显:中国蚤蝇科为单系发生,分为蚤蝇亚科和裂蚤蝇亚科两个单系群.蚤蝇亚科内脉蚤蝇属、锥蚤蝇属和刺蚤蝇属亲缘关系较近,栅蚤蝇属与栓蚤蝇属亲缘关系较近;裂蚤蝇亚科中虼蚤蝇属与裂蚤蝇属互为姐妹群,寡蚤蝇属与伐蚤蝇属互为姐妹群.     

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。     

基于16S rRNA基因序列探讨中国粉蛉科的系统发育关系

本研究测定了粉蛉科Coniopterygidae9属15种昆虫16SrRNA基因部分序列,对序列的碱基组成、转换/颠换比率、遗传距离、变异位点等进行分析。基于16SrRNA基因序列数据,分别采用邻接法（NJ）、最大简约法（MP）和最大相似法（ML）建立粉蛉科分子系统发育关系。研究结果表明：粉蛉亚科的粉蛉属Coniopteryx与重粉蛉属Semilalis是姊妹群,（虫齿）粉蛉属Conwentzia较前二者原始;囊粉蛉亚科的卷粉蛉属Helicoconis和隐粉蛉属Cryptoscenea的亲缘关系较近。曲粉蛉属Coniocompsa和异粉蛉属Heteroconis聚类在一起,但自展值较低。瑕粉蛉属Spiloconis和囊粉蛉属Aleuropteryx的位置在囊粉蛉亚科中不够稳定。     

基于18S rRNA基因序列的直翅目主要类群系统发育关系研究

基于78种直翅目昆虫的18S rRNA基因全序列构建了直翅目各主要类群间的系统发育关系。本研究的结果支持直翅目的单系性,但不支持蝗亚目和螽亚目各自的单系性;直翅目下除蜢总科和蝗总科外各总科的划分多数与Otte系统相一致;蜢总科的单系性得不到支持;蝗总科的剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,各物种间的遗传距离差异不大,应合并为一科,即蝗科;本研究支持将Otte系统中蚱总科和螽蟖总科下各亚科级阶元提升为科级阶元;18S rRNA基因全序列可以作为划分科级阶元的工具,当位于同一分支上互成姐妹群的类群间的遗传距离超过1%时,这几个类群属于不同的科;但由于其在进化上的保守性,18S rRNA基因只能用于纲目等高级阶元间关系的研究,而由其获得的总科以下阶元间的关系并不可靠。     

16S rRNA基因序列分析在临床微生物学中的应用

20世纪70年代前,生物类群的区分主要是根据形态和结构、生理和生化特征、行为习性表现以及少量的化石资料来进行的.这种通过表型特征鉴定的方法对细菌之间的亲缘性判断有时不够准确.随着分子生物学的发展,人们开始利用生物大分子特别是蛋白质和核酸的结构特征,作为判断生物进化关系的主要特征.其中Woese等[1]通过寡核苷酸编目的方法,在20世纪70年代逐渐发展出1种新的鉴定细菌的标准,即通过比较1段稳定的遗传编码--16S rRNA基因序列来分析和鉴定细菌的种系发生关系,判断其亲缘性,对细菌进行分类.     

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。     

Sequence analysis of 16S rRNA genes amplified from two ribosomal RNA gene clusters of Bifidobacterium bifidum

Two rRNA gene clusters were detected in the genome of Bifidobacterium bifidum KCTC 3202^T using Southern blot analysis. To analyse the sequences of the 16S rRNA genes from rrnA and rrnB, 16S rDNAs were amplified by PCR using DNA fragments purified from gel slices containing each of the rRNA gene clusters. The amplified 16S rDNAs from rrnA and rrnB were cloned into vectors and three clones of each gene sequenced. The resultant sequences were confirmed by direct sequencing of the 16S rDNAs from rrnA and rrnB. Sequence differences were not found between rrnA and rrnB in 1488 bp of the 16S rRNA genes.     

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。     

Bacterial,archaeal and eukaryotic diversity in Arctic sediment as revealed by 16S rRNA and 18S rRNA gene clone libraries analysis

We studied the microbial diversity in the sediment from the Kongsfjorden, Svalbard, Arctic, in the summer of 2005 based on the analysis of 16S rRNA and 18S rRNA gene clone libraries. The sequences of the cloned 16S rRNA and 18S rRNA gene inserts were used to determine the species identity or closest relatives by comparison with sequences of known species. Compared to the other samples acquired in Arctic and Antarctic, which are different from that of ours, the microbial diversity in our sediment is much higher. The bacterial sequences were grouped into 11 major lineages of the domain Bacteria: Proteobacteria (include α-, β-, γ-, δ-, and ε-Proteobacteria); Bacteroidetes; Fusobacteria; Firmicutes; Chloroflexi; Chlamydiae; Acidobacteria; Actinobacteria; Planctomycetes; Verrucomicrobiae and Lentisphaerae. Crenarchaeota were dominant in the archaeal clones containing inserts. In addition, six groups from eukaryotes including Cercozoa, Fungi, Telonema, Stramenopiles, Alveolata, and Metazoa were identified. Remarkably, the novel group Lentisphaerae was reported in Arctic sediment at the first time. Our study suggested that Arctic sediment as a unique habitat may contain substantial microbial diversity and novel species will be discovered.     

Questionable 16S ribosomal RNA gene annotations are frequent in completed microbial genomes

According to recent reports, many ribosomal RNA gene annotations are still questionable, and the use of inappropriate tools for annotation has been blamed. However, we believe that the abundant 16S rRNA partial sequence in the databases, mainly created by culture-independent PCR methods, is another main cause of the ambiguous annotations of 16S rRNA. To examine the current status of 16S rRNA gene annotations in complete microbial genomes, we used as a criterion the conserved anti-SD sequence, located at the 3′ end of the 16S rRNA gene, which is commonly overlooked by culture-independent PCR methods. In our large survey, 859 16S rRNA gene sequences from 252 different species of the microbial complete genomes were inspected. 67 species (234 genes) were detected with ambiguous annotations. The common anti-SD sequence and other conserved 16S rRNA sequence features could be detected in the downstream-intergenic regions for almost every questionable sequence, indicating that many of the 16S rRNA genes were annotated incorrectly. Furthermore, we found that more than 91.5% of the 93,716 sequences of the available 16S rRNA in the main databases are partial sequences. We also performed BLAST analysis for every questionable rRNA sequence, and most of the best hits in the analysis were rRNA partial sequences. This result indicates that partial sequences are prevalent in the databases, and that these sequences have significantly affected the accuracy of microbial genomic annotation. We suggest that the annotation of 16S rRNA genes in newly complete microbial genomes must be done in more detail, and that revision of questionable rRNA annotations should commence as soon as possible.     

鸡球虫18S rRNA基因序列的测定与分析

为了利用18S rRNA基因进行鸡球虫系统进化分析,对巨型艾美耳球虫(Eimeria maxima)、柔嫩艾美耳球虫(E.tenella)、堆形艾美耳球虫(E.acervulina)3种共8个不同来源的虫株,分别提取总DNA进行18S rRNA基因的扩增和测序;将得到的序列登录GenBank进行同源性和趋异性分析,并结合GenBank中其它原虫的18S rRNA基因序列构建进化树.结果显示扩增获得8株鸡球虫18S rRNA基因长度为1746～1756 bp,序列比对显示同种不同株间的同源性大于不同种间的同源性,其中3株E.maxima株间同源性在98.7%～99.3%之间,4株E.tenella株间同源性在99.7%～99.9%之间;不同种间同源性为96.5%～98.1%,其中E.maxima与E.tenclla的遗传距离最大,为0.038;E.maxima与E.acervulina的遗传距离最小,为0.021.顶复器门9个不同属所构建的进化树结果显示,E.imeria和等孢属(Isospora)聚为一支,说明亲缘关系比较近.与GertBank中其它5株不同鸡球虫的18S rRNA基因共同构建的进化树显示,3株E.maxima聚为一支,与E.brunetti、E.mitis、E.mivati、E.praecox和E.acervulina聚为一大分支;4株E.tenella与1株E.necatrix共同形成一个分支,说明E.tenella与E.necattix的亲缘关系最近.本研究证实了在鸡球虫系统进化研究中,18S rRNA基因不仅可以区分不同种,而且有可能成为区分同种不同株的理想靶基因.     

基于线粒体16S rRNA和COI基因序列探讨对虾属(Penaeus)物种系统发生关系

有关对虾属(Penaeus)的设置及其相互亲缘关系一直是分类学争论的焦点,利用线粒体16S rRNA基因片段及COI基因片段序列分析的方法,以长臂虾科的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)为外群,对对虾属的6亚属23种对虾进行了分子系统学研究。经ClustalX多重比对和MEGA4.0软件分析,得到种间序列的遗传距离并构建了最大简约(MP)系统树。结果表明:分子系统学数据支持Perez F等将对虾属的6个亚属提升为属级阶元的观点。囊对虾属的日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)和沟对虾属(Melicertus)的深沟对虾(Melicertus canaliculatus)之间的16S遗传距离只有0.007,而且COI遗传距离仅有0.065,比深沟对虾与同为沟对虾属的其他虾类遗传距离还小,说明囊对虾亚属(Marsupenaeus)和沟对虾亚属之间亲缘关系较近。另外美对虾亚属的褐美对虾(Farfantepenaeus aztec-us)和巴西美对虾(Farfantepenaeus brasiliensis)之间的16S rRNA基因序列遗传距离仅为0.012,但是与其他同亚属的虾类遗传距离相对较大,推测美对虾亚属(Farfantepenaeus)中的虾类根据亲缘关系远近和地理分布可以分为2大类群:墨西哥湾类群和南美洲类群。可以为对虾属的6个亚属的分类问题及演化提供一定的分子生物学依据。