叶绿体基因infA-rpl36区域在小麦族物种中的序列变异分析

利用小麦叶绿体基因组中infA-rpl36区域的序列设计引物, 对小麦族(Triticeae)的12个二倍体和多倍体的物种进行了PCR扩增和序列测定, 获得了长度为584～603 bp的12条DNA序列。序列分析表明, 供试物种在infA-rpl36基因间隔区的核苷酸变异明显高于基因编码区。基因编码区核苷酸序列同源性高达97%, 表明了目标片段具有高度的保守性。但在5个物种的infA编码区出现了较大的插入、缺失突变, 导致推导的氨基酸序列也发生了很大的变化, 证实了infA基因是叶绿体基因组中最活跃的基因之一, 而rpl36基因的变异较小, 说明不同叶绿体基因的进化速度是不同的。基于测定序列建立的种系树分析发现, 多倍体物种中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)具有多种不同的细胞质起源, 与核基因组一样在进化上较为复杂。     

云南萝芙木pnae基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其他物种PNAE酶cDNA序列设计引物,采用RT-PCR技术从云南萝芙木叶片中扩增获得pnae基因部分cDNA序列即PNAE酶基因中间大片段,再用RACE技术获得其两端序列。序列拼接得到完整的1 004 bp的PNAE酶基因,根据获得的序列,分析得到795 bp的开放阅读框,编码264个氨基酸。序列分析显示,云南萝芙木中PNAE酶氨基酸序列与蛇根木中的该酶氨基酸序列同源性高达90%,但和其他植物物种中的PNAE酶氨基酸序列,以及其他物种间的PNAE酶氨基酸序列同源性都不高,在40%-60%之间,表明不同物种中PNAE酶氨基酸序列不具有全序列的高度同源性。进一步序列分析发现,在各植物的PNAE酶氨基酸序列中都存在两个高度保守的氨基酸区域,表明不同物种中PNAE酶存在共同的高度保守区段。     

利用全测序基因组数据对被子植物纤维素合成酶基因的进化分析

利用已经分离的植物纤维素合成酶基因的Cellulose_synt结构域为检索序列,从NCBI和其他数据库中调取已完成测序的物种的纤维素合成酶的氨基酸序列,共涉及10个物种的171个基因,基于以上氨基酸序列,应用MEGA4.0生成系统进化树。结果表明:CesA基因和Csl基因直向的相似度远大于平行的相似度,且它们的分化可能在单子叶和真双子叶植物分化之前,单子叶和真双子叶植物的最近共同祖先中至少存在7个CesA基因,综合已知的模式植物CesA基因的功能(初生壁或次生壁形成特异性),可为推测其他物种中该基因的功能提供帮助。     

杜氏盐藻泛素基因cDNA的克隆及系统进化分析

根据玉米,水稻等物种泛素序列设计一对简并引物.提取杜氏盐藻细胞的总RNA,利用RT-PCR方法扩增盐藻泛素基因的cDNA片断,回收两个长度不同的片断ubi-1和ubi-2,将其克隆到pMDl8-T载体上,测序后进行序列分析,为克隆杜氏盐藻泛素基因的cDNA序列并进行进化分析.结果 ubi-1经测序后得到一个完整拷贝(228 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).Ubi-2经测序后得到两个拷贝(556 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).盐藻3个不同拷贝泛素cDNA序列之间存在差异,但所编码氨基酸序列相同.盐藻泛素cDNA序列与其他物种的泛素cDNA序列具有高的同源(70%～85%),所推导的氨基酸序列与其他物种仅存在1～2个氨基酸的差异.进化分析显示,所分离的盐藻泛素基因与两个模式生物果蝇和衣藻的泛素基因共处一个进化支,彼此亲缘关系最近.盐藻泛素基因与其他物种的泛素基因可能来自共同的"祖先"基因.在进化中高度保守.     

牦牛与其他物种ZFX/ZFY基因片段间的进化关系

利用PCR扩增、克隆和序列分析法对牦牛ZFX/ZFY基因第11外显子部分片段进行了研究,并同来自于NCBI GenBank中人、猩猩、普通牛等9个物种的ZFX/ZFY基因核苷酸及其氨基酸序列进行了进化分析.结果表明,牦牛ZFX、ZFY基因间核苷酸序列同源性为94.1%,显示同一物种同源基因ZFX/ZFY间存在变异;比较的10个物种间ZFX基因核苷酸序列同源性为87.7%、ZFY基因为81.7%,相应ZFX、ZFY氨基酸同源性分别为96.6%、91.0%,ZFY基因的变异性大于ZFX基因,显示X染色体与Y染色体可能是独立进化.     

金银花黄酮醇合成酶基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其它物种黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从金银花叶片中扩增获得黄酮醇合成酶基因部分eDNA序列,再用RACE技术获得其两端序列.序列拼接得到完整的1 248bp的黄酮醇合成酶基因,根据获得的序列,设计引物扩增获得1 001 bp的开放阅读框,编码333个氨基酸.序列分析显示,金银花黄酮醇合成酶与烟草、马铃薯和桔梗的同源性分别为86％、83％和80％,与其它物种的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性.     

基于涉案兽类12S rRNA基因的NCBI数据库序列可靠性分析

本研究以常用于动物种属鉴定的12S rRNA基因位点为研究对象,利用所测得的17种常见涉案兽类12S rRNA基因部分片段序列及NCBI数据库中下载的该物种DNA序列及其近缘物种DNA序列,构建系统进化树。根据进化树的聚类情况,判断NCBI数据库中的相关基因序列或物种名称的正确性,并对其中错误序列的登陆号进行标记,以防对后续涉案动物的准确鉴定造成影响。分别从17种常见涉案兽类(共26份样本)中提取线粒体DNA,并利用通用引物扩增线粒体DNA上的12S rRNA基因部分片段并进行测序分析。通过NCBI数据库的Blast比对功能,筛选出与本研究物种同源性由高到低的物种,并从NCBI基因数据库中下载此类近缘物种的12S rRNA基因序列共351条,利用MEGA7.0软件构建该物种及其近缘物种系统进化树。通过比对发现NCBI中登录号为KP202279等3个序列所对应物种拉丁名错误。登录号为AY184436等11个序列所对应物种拉丁名可能存在疑问。GenBank中某些物种拉丁名有同种异名现象。因此,NCBI数据库数据可靠性有待进一步验证,只能作为涉案物种鉴定的参考数据之一,可借助构建系统进化树等方法来确认其结果的准确性。     

大熊猫9个BAC的测序、注释和进化分析

本文构建了相当于大熊猫10倍基因组覆盖度的BAC文库, 并随机挑选了其中9个BAC进行测序和组装, 9个BAC的选择满足更多基因更少重复序列的原则. 这9个BAC的组装将为评估基于新一代Illumina GA测序技术的大熊猫全基因组测序及组装的准确性提供有效资源. 运用同源比对和从头预测的方法, 对9个BAC, 共约878 kb的序列进行了基因和重复序列的注释以及进化分析. 一共预测到12个蛋白编码基因, 其中, 7个基因匹配到同源基因的功能注释. 这7个基因平均大小约41 kb, 编码区平均大小约1.2 kb, 每个基因平均约含6个外显子. 同时预测到7个tRNA基因. 大约27%的序列被注释为重复序列. 同时, 基于邻接法, 构建了包含人、小鼠、狗、猫以及大熊猫5个物种的物种进化树, 结果显示狗的基因与其他4个物种相比距大熊猫最近. 本实验结果提供了大熊猫9个BAC的详细序列及注释信息, 为对大熊猫的研究提供了数据资源.     

基于Cytb基因的NCBI数据库序列可靠性分析

本研究以常用于动物种属鉴定的Cytb基因位点为研究对象,利用所测得的30种盗猎案件中常见的野生动物Cytb基因部分片段序列及NCBI数据库中下载的该物种序列及其近缘物种序列,构建系统进化树。根据进化树的聚类情况,判断NCBI数据库中的相关基因序列或物种名称的正确性,并对其中错误序列的登陆号进行标记,以防对后续涉案动物的准确鉴定造成影响。分别从30种常见涉案野生动物(共35份样本)中提取线粒体DNA,并利用通用引物扩增线粒体DNA上的Cytb基因部分片段并进行测序分析。通过NCBI数据库的Blast比对功能,筛选出与本研究物种同源性由高到低的物种,并从NCBI基因数据库中下载此类近缘物种的Cytb基因序列共482条,利用MEGA软件构建该物种的系统进化树。比对发现NCBI中登录号为DQ246798、KP202269、AY286434等3个序列所对应物种拉丁名错误。登录号为AY509634、AJ131639、AM072747等5个序列所对应物种拉丁名可能存在疑问。NCBI数据库数据可靠性有待进一步验证,只能作为涉案物种鉴定的参考数据之一,可借助构建系统进化树等方法来确认其结果的准确性。     

miR-124基因家族的分子进化与靶基因预测

MicroRNA (miRNA)是一类内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA分子.依据其在进化中高度保守的特点,利用生物信息学方法在目前已测序的物种中搜寻在哺乳动物中枢神经系统特异表达的miR-124基因的同源序列.在80个不同的动物物种中找到了150条miR-124基因的同源序列,其中27条为新发现的序列.目前发现的miR-124基因中,除线虫cel-mir-124和小鼠mmu-mir-124-2位于内含子之外,其他均位于基因间隔区.不同物种中,miR-124基因成熟序列的相似性为89.54％,前体序列为41.98％.miR-124基因在大多数无脊椎动物中为单拷贝,而在脊椎动物中大多为多拷贝,表明从无脊推动物到脊椎动物进化过程中miR-124基因发生了重复.靶基因预测结果显示,在人、小鼠和大鼠等哺乳动物中mir-124大多靶位点也是保守的.     

Evolution of the major histocompatibility complex: independent origin of nonclassical class I genes in different groups of mammals

The class I major histocompatibility complex genes are composed of classical and nonclassical genes, the latter being largely nonfunctional. To understand the evolutionary relationships of the two groups of class I genes, a phylogenetic analysis of DNA sequences was conducted using 45 genes from six mammalian and one avian species. The results indicate that nonclassical genes in one species are more closely related to classical genes from the same species than to nonclassical genes from a species belonging to a different order or family. This indicates that the differentiation of classical and nonclassical genes occurs rather rapidly in the genome. Classical genes are apparently duplicated with a high frequency in the evolutionary process, and many of the duplicated genes seem to degenerate into nonclassical genes as a result of deleterious mutation. The nonclassical Qa genes in the mouse have sequences homologous to regulatory sequences involved in the universal expression of classical class I genes, but they have accumulated numerous nucleotide substitutions in these sequences. The pattern of nucleotide substitution in nonclassical genes is different from that in classical genes. In nonclassical genes, the rate of nonsynonymous substitution is higher in the antigen recognition site than in other gene regions, as is true of classical genes. However, unlike the case of classical genes, the nonsynonymous rate does not always exceed the synonymous rate in the antigen recognition site. Nonclassical proteins further differ from classical proteins in having amino acid replacements in conserved antigen recognition site positions. These observations are consistent with the hypothesis that nonclassical genes have originated from classical genes but have lost classical class I function because of deleterious mutation.     

高等植物开花时程的调控与光受体Ⅰ.开花时程的基因与光受体调控

系统评述了高等植物开花时程的调控与植物光受体的联系.重点说明了控制开花时程的遗传途径以及光周期途径的有关基因的研究进展.影响高等植物开花的最重要的因子之一便是光周期,光周期对高等植物开花的调控是通过相关基因间的相互作用来实现的,这些基因包括参与花启动发育控制基因,昼夜节律时间钟调控基因及光受体信号转导基因.近5年左右的时间通过对拟南芥及其一系列突变体的研究为我们展示了这一热门领域的广阔的前景.     

植物抗早基因工程研究进展

从植物抗虫基因工程的研究历史出发,论述了第一代抗虫基因、第二代抗虫基因,重点介绍了B.t．杀虫晶体蛋白基因、胆固醇氧化酶基因和营养杀虫蛋白基因,并对植物抗虫基因工程中所遇到的问题和解决办法进行了探讨。     

根瘤菌结瘤基因研究的新进展

简要综述了目前根瘤菌结癌基因研究的3个热点方向,即结瘤因子、nodlD基因的调控和结瘤基因系统发育分析的新进展。结瘤因子的骨架核心是结瘤基因中的共同性基因nodABC表达的产物,宿主专一性基因则进行骨架结构的修饰,所形成的特异性结瘤因子是根瘤苗宿主范围的主要决定因素。结瘤调控基因nodD的作用方式与其存在的拷贝数目和产物NodD蛋白活性有关,同时NodD的敏感性还影响到根瘤菌的宿主范围。结瘤基因的系统发育揭示出根瘤菌宿主范围与共同性结瘤基因间比其它基荫的相关性更高。结瘤基因与豆科宿主之间存在一定的共进化关系。     

Highly expressed and alien genes of the Synechocystis genome

Comparisons of codon frequencies of genes to several gene classes are used to characterize highly expressed and alien genes on the SYNECHOCYSTIS: PCC6803 genome. The primary gene classes include the ensemble of all genes (average gene), ribosomal protein (RP) genes, translation processing factors (TF) and genes encoding chaperone/degradation proteins (CH). A gene is predicted highly expressed (PHX) if its codon usage is close to that of the RP/TF/CH standards but strongly deviant from the average gene. Putative alien (PA) genes are those for which codon usage is significantly different from all four classes of gene standards. In SYNECHOCYSTIS:, 380 genes were identified as PHX. The genes with the highest predicted expression levels include many that encode proteins vital for photosynthesis. Nearly all of the genes of the RP/TF/CH gene classes are PHX. The principal glycolysis enzymes, which may also function in CO(2) fixation, are PHX, while none of the genes encoding TCA cycle enzymes are PHX. The PA genes are mostly of unknown function or encode transposases. Several PA genes encode polypeptides that function in lipopolysaccharide biosynthesis. Both PHX and PA genes often form significant clusters (operons). The proteins encoded by PHX and PA genes are described with respect to functional classifications, their organization in the genome and their stoichiometry in multi-subunit complexes.     

Conservation analysis of small RNA genes in Escherichia coli

MOTIVATION: Small RNA (sRNA) genes in Escherichia coli have been in focus recently, as 44 out of 55 experimentally confirmed sRNA genes have been precisely located in the genome. The object of this study is to analyze quantitatively the conservation of these sRNA genes and compare it with the conservation of protein-encoding genes, function-unknown regions and tRNA genes. RESULTS: The results show that within an evolutionary distance of 0.26, both sRNA genes and protein-encoding genes display a similar tendency in their degrees of conservation at the nucleotide level. In addition, the conservation of sRNA genes is much stronger than function-unknown regions, but much weaker than tRNA genes. Based on the conservation of studied sRNA genes, we also give clues to estimate the total number of sRNA genes in E.coli. SUPPLEMENTARY INFORMATION: Supplementary information is available at http://www.bioinfo.org.cn/SM/sRNAconservation.htm     

细菌素编码基因的定位分析

细菌素生物合成相关的基因经常成簇出现:结构基因、对自身产生免疫的基因及产生辅助蛋白质的基因组成操纵子结构,其中结构基因是细菌素编码基因,它可能在质粒上也可能在染色体上,为了初步定位细菌素编码基因是在质粒上还是染色体上,综述细菌素编码基因的初步定位方法,为深入研究细菌素提供依据。     

主要干性基因与衰老相关基因表达水平的相互拮抗关系

目前广泛地利用传统的体细胞衰老理论和方法对成体干细胞衰老进行研究,忽视了成体干细胞特有的自我更新功能和相应的干性基因的作用.干性基因的下调可能是导致间充质干细胞衰老的主要原因.通过查阅相关资料发现主要干性基因与衰老相关基因表达水平的相互拮抗关系,这体现在以下4个方面:a.干细胞衰老伴随着干性基因的下调;b.干性基因表达抑制细胞的衰老;c.干性基因抑制衰老相关基因的表达;d.抑制衰老相关基因促进干性基因的表达.干性基因与衰老相关基因的表达水平存在相互拮抗关系,这为成体干细胞衰老可能源于成体干细胞的干性降低的观点提供了坚实的分子基础.