利用分子进化树计算蛋白质的特异进化速率

本文提出了一种计算蛋白质绝对进化距离和进化速率的方法,它根据现有同源蛋白质的序列构建分子进化树,并推断进化过程中各结点处的共同祖先序列,根据某成员与某结点处共同祖先序列的氨基酸差异百分率,计算该蛋白质序列的特异进化距离和进化速率。比较我们的算法和Ｄａｙｈｏｆｆ等的模拟统计方法表明,我们的算法在一定范围内是正确的。结合计算哺乳动物红细胞生成素的进化速率,讨论了本算法在分子进化研究中的应用。     

湖南土家族群体X染色体10个STR位点的遗传多态性及法医学应用价值评估

对198名湖南土家族健康无关个体抽取静脉血, 提取DNA, 经PCR扩增, 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 银染进行等位基因分型; 软件SPSS13.0计算各位点基因型频率和等位基因频率, 进行Hardy-Weinberg平衡检验, 并检验基因分布差异有无统计学意义; Fstat软件计算基因多态性及固定指数; Powerstats软件计算各种法医学应用指标。在湖南土家族群体中, 共检出65个等位基因, 频率分布在0.0048～0.6170之间; 10个X-STR位点中DXS6789、DXS6799、HPRTB位点的多态性和分化程度较低; DXS7133、DXS7423位点的法医学应用价值较低; 位点比较中, 湖南土家族群体与德国、意大利群体的差异最明显。DXS6804、DXS7132、DXS7130、DXS8378、DXS6789、DXS6799、DXS7424、HPRTB等8个位点在湖南土家族群体的个体识别和女孩的亲权鉴定中有应用价值, 对疾病相关研究有实际意义; 差异性检验结果揭示高加索人种与蒙古人种间存在着较大的差异性。     

大肠杆菌不同菌株基因组DNA的多态性分析

从大肠杆菌K12菌株JM109基因组克隆了两段DNA重复序列,长度为0.9和0.6kb,分别命名为ECR-1和ECR-6。以ECR-1和ECR-6重复序列作DNA多态性分析的探针,可以鉴别大肠杆菌非常相近的菌株。表明ECR-1和ECR-6 DNA序列可用于大肠杆菌菌株的分类、流行病学和微生态学研究以及大肠杆菌各种致病菌株的临床诊断。     

西藏那曲地区藏族人群15个短串联重复序列位点多态性的研究

利用基因扫描技术调查西藏自治区那曲地区藏族人群D8S1179、D21S11、D7S820、CSF1PO、D3S1358、TH01、D13S317、D16S539、D2S1338、D19S433、VWA、TPOX、D18S51、D5S818及FGA共15个短串联重复序列(STR)基因座多态性分布,获得15个基因座的群体遗传学数据。结果显示:15个STR位点在那曲地区藏族人群中具有遗传多态性,基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡,DP在0.758 8—0.960 4之间,H在0.476 2—0.862 0之间,PIC在0.446 4—0.861 5之间,EPP在0.385 0—0.856 0之间,累积个体鉴别力为0.999 999 999,累积非父排除率为0.999 999 998。15个STR位点适合作为那曲地区藏族人群的遗传标记用于人类学、疾病连锁分析、法医学亲子鉴定和个体识别等领域的研究。     

癫痫相关基因SCN1A启动子区多态性位点的生物信息学分析

SCN1A是多种神经系统疾病的致病基因,该基因的精确表达对于维持神经系统正常功能非常重要.为了认识SCN1A启动子区多态性位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)的保守性及其功能意义,应用生物信息学方法分析了目前已发表位于SCN1A启动子区的11个SNPs,分别命名S1～S11.分析结果表明,S3、S5和S7等位基因频率没有人种差异性,其余SNP等位基因频率均有人种差异性;接近核心启动子的SNPs要比远离核心启动子SNPs的保守程度高,提示靠近核心启动子的SNPs影响SCN1A基因表达的概率可能越大;大部分SNPs祖传等位基因在哺乳动物中是保守的(S3除外),暗示这些SNPs新生等位基因有可能在人类进化过程起到一定的作用:启动子分析软件预测发现,含S2、S4、S8及S9等4个SNPs不同等位基因的同一序列分别存在不同转录因子结合元件,而含S1和S11不同等位基因的同一序列都只能预测到含其中一个等位基因的序列存在转录因子结合元件,这些差异可能是SNPs影响SCN1A表达的重要原因之一.这些分析将为进一步研究SCN1A启动子区SNPs与神经系统疾病的相互关系打下基础.     

水稻14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

通过隐马尔柯夫模型(Hidden Markov Model,HMM),对粳稻(Oryza sativa L.ssp．japonica)基因组的蛋白质数据库进行搜索,结果获得8个14—3—3蛋白的同源序列,其中发现4个新基因。通过对所有粳稻的14—3—3蛋白的DNA序列与各种表达序列标签(Expression Sequence Tags,ESTs)进一步比对,为14-3-3蛋白找到了ESTs的证据。结果说明这些基因在水稻不同的处理和不同的部位都有所表达,而且不同成员之间的表达模式存在较大的差异。蛋白质多序列联配分析结果表明,存在可能的功能多态位点。通过基因结构和染色体定位的分析,确认了水稻基因组中存在E样和非E样两类14-3-3蛋白。此外,对目前植物中的14—3—3家族作了初步的进化分析。     

陕西汉族人群12号染色体上7个STR基因座的遗传多态性分析

分析了中国汉族人群中12号染色体上7个短串联重复序列（short tandem repeat,STR）基因座的多态性。 采用荧光标记基因扫描对12号染色体上D12S1718、D12S1675、D12S358、D12S367、D12S1638、D12S1646和D12S1682基因座在80名陕西咸阳、榆林汉族人中的遗传多态性进行分析。结果在中国汉族人群中, D12S1718、D12S1675、D12S358、D12S367、D12S1638、D12S1646和D12S1682基因座分别检出7、10、8、8、6、9和11个等位基因,10、17、18、18、14、18和26个基因型,杂合度分别为44.28％、66.10％、78.89％、77.89％、73.69％、74.55％和82.39％。表明这7个STR基因座在中国人群中有较好的多态性,其基因型分布均符合Hard－Weinberg平衡（P>0.05）。     

辽宁满族11个Y-STR基因座多态性及遗传关系的分析

调查了辽宁满族群体11个Y-STR基因座的多态性分布, 探讨其群体遗传学及法医学应用价值。应用Powerplex Y System荧光标记复合扩增系统检测203名满族无关男性个体的11个Y-STR基因座, 用ABI310遗传分析仪进行基因分型, 计算等位基因和单倍型频率, 并结合已公开发表的国内其他16个群体相应基因座的遗传学资料, 分析其遗传距离和聚类关系。满族个体中共检出189种单倍型, 单倍型频率多样性0.9991, 基因多样性GD值在0.4594(DYS391)～0.9258(DYS385a/b); 从遗传距离分析发现, 满族和东北汉族的遗传距离最小(0.0015), 与维吾尔族的遗传距离最大(0.1485)。结果表明, 11个Y-STR基因座在满族群体中具有较好的遗传多态性, 适用于当地区的法医学应用。与其他民族群体遗传多样性的研究, 对了解满族的起源、迁移以及相互关系有重要意义。     

三例小麦细胞质雄性不育系线粒体DNA的扩增片段长度多态性分析

细胞质雄性不育是小麦杂种优势利用的重要途径,为了鉴定3例小麦雄性不育系的细胞质类型,对其线粒体DNA(mtDNA)进行扩增片段长度多态性(Amplified fragment length polymorphism,AFLP)分析。文中利用差速离心法和不连续蔗糖密度梯度超速离心法提取纯化小麦线粒体。结果表明:通过该提取方法获得的mtDNA,其质量和纯度能够满足PCR反应和遗传学分析。在64对选扩引物中,筛选到了4对特异性引物,其中引物E1/M7在ms(Kots)-90-110不育系扩增出3条特异条带;引物E4/M2在ms(Ven)-90-110不育系扩增出2条特异条带;引物E7/M6在ms(S)-90-110不育系中扩增出2条特异条带;引物E6/M4在ms(Kots)-90-110不育系中扩增出2条特异条带。这些特异引物可以用来作为鉴定具有粘果山羊草Aegilops kotschyi、偏凸山羊草Ae.ventricosa、斯卑尔脱小麦Triticum spelta 3类不育细胞质型小麦雄性不育系的细胞质分子标记,为研究小麦细胞质雄性不育机理奠定了分子基础。     

Robustness of predictions of extremely thermally stable proteins in ancient organisms

A number of studies have addressed the environmental temperatures experienced by ancient life. Computational studies using a nonhomogeneous evolution model have estimated ancestral G + C contents of ribosomal RNAs and the amino acid compositions of ancestral proteins, generating hypotheses regarding the mesophilic last universal common ancestor. In contrast, our previous study computationally reconstructed ancestral amino acid sequences of nucleoside diphosphate kinases using a homogeneous model and then empirically resurrected the ancestral proteins. The thermal stabilities of these ancestral proteins were equivalent to or greater than those of extant homologous thermophilic proteins, supporting the thermophilic universal ancestor theory. In this study, we reinferred ancestral sequences using a dataset from which hyperthermophilic sequences were excluded. We also reinferred ancestral sequences using a nonhomogeneous evolution model. The newly reconstructed ancestral proteins are still thermally stable, further supporting the hypothesis that the ancient organisms contained thermally stable proteins and therefore that they were thermophilic.     

中国几种剧毒鹅膏菌的ITS序列分析

测定了来自中国不同地区的9个剧毒鹅膏菌的核糖体内转录间隔区(ITS)核苷酸序列.以湖南鹅膏为外类群,用ITS序列构建了系统进化树.结果表明:两个不同产地的欧氏鹅膏存在一定的差异,但仍可聚为同一组;欧氏鹅膏与其它几种剧毒鹅膏的亲缘关系较远;两个根据形态特征鉴定为灰花纹鹅膏的标本可能是两个不同的种;欧氏鹅膏、致命鹅膏和黄盖鹅膏白色变种这3个产生白色子实体的种系统演化上不是同源的.     

Sequence analysis of the DdPYR5-6gene coding for UMP synthase in Dictyostelium discoideum and comparison with orotate phosphoribosyl transferases and OMP decarboxylases

Summary A Dictyostelium discoideum DNA fragment that complements the ura3 and the ura5 mutants of Saccharomyces cerevisiae has been sequenced. It contains an open reading frame of 478 codons capable of encoding a polypeptide of molecular weight 52475. This gene, named DdPYR5-6, encodes a bifunctional protein composed of the orotate phosphoribosyl transferase (OPRTase) and the orotidine-5-phosphate decarboxylase (OMPdecase) domains described for UMP synthase in mammals. The existence of separate domains for the two activities was suspected because deletion of the N-terminal coding segment of the gene eliminated the ura5 but not the ura3 complementing activity. We have now confirmed that the two parts of the open reading frame share homology with known OPRTase and OMPdecase sequences. Several blocks of sequence are conserved among OPRTase from bacteria, fungi and slime mold and one of them corresponds to the consensus sequence for phosphoribosylbinding sites. The OMPdecase domain shows extensive similarity with the yeast and Neurospora crassa enzymes, suggesting that they have evolved from an ancestral gene which was fused to the OPRTase gene in D. discoideum. It is less related to the bacterial enzyme but all these sequences present conserved blocks of homology which could identify the active site. The codon usage is strongly biased in a manner similar to that found for other D. discoideum genes. The flanking DNA contains homopolymers of A and T and alternating sequences that are characteristic of the gene organization in D. discoideum.     

An exceptional amino acid replacement on the distal side of the iron atom in proboscidean myoglobin

Summary Amino acid sequence determination of elephant myoglobin revealed the presence of the unusual substitution E7 His Gln. Stereochemical analyses suggest that the most suitable residue which can functionally substitute for His at this position in vertebrate globins is Gln. Physiochemical studies imply that the slower rate of autooxidation of elephant myoglobin is the result of this substitution which may confer some selective advantage on the species. Comparative sequence data of paenungulate myoglobins suggest that the His Gln mutation probably occurred in an ancestor of Elephantinae.     

副鸡禽杆菌aroA基因克隆及序列分析

旨在建立一种方便、高效的同源保守基因克隆方法,并对副鸡禽杆菌aroA基因进行克隆和结构分析。本试验以副鸡禽杆菌国际标准株145(C-3)基因组DNA为模板,用CODEHOP软件设计针对aroA基因的兼并引物,并运用改进的染色体步移方法扩增aroA基因序列;对该核酸序列及其编码蛋白进行结构分析并与该菌其他血清型及相关细菌进行序列比对分析。结果显示,获得了完整的aroA基因,全长1 293 bp。该基因编码由430个氨基酸组成的多肽,具有2个功能位点和5个抗原表位位点。不同血清型间氨基酸序列同源性为88.1%-100%,与其他相关细菌核酸同源性为75%以上。首次将兼并PCR和改进的染色体步移技术结合起来对副鸡禽杆菌aroA基因全长进行扩增研究,得到了预期的结果。     

黑蜂王台病毒中国BQCV-JL1株5'UTR的序列分析

蜜蜂黑蜂王台病毒(Black queen cell virus,BQCV)是引起蜜蜂蜜蜂黑蜂王台病的病原体,主要侵染蜜蜂蜂王幼虫。BQCV基因组为单正链RNA,包括5'端的ORF 1和3'端的ORF 2两个开放阅读框。分别编码非结构蛋白和结构蛋白。本实验室首次成功分离鉴定得到中国首株BQCV毒株,命名为中国BQCV-JL1株。该株全长为8 358 nt。【目的】本文主要研究该株核苷酸序列位置为1~1 124 nt的片段,该段序列的1~545 nt为该毒株的5'UTR区域。【方法】通过Blast及DNAStar等软件对核苷酸及氨基酸序列进行分析。【结果】5'UTR区域的同源性为94%~99%,为高度保守序列。【结论】经Mega5软件作多重序列对比分析得知,该中国BQCV-JL1株的5'UTR区域与其他毒株差异性很大,经分析推断原因为碱基的缺失与碱基置换。     

猕猴属五个种mtDNA多态性研究

本文以10种限制性内切酶研究猕猴属5个种(Macaca mulatta.M.nemestrina.M.assemensis.M.thibetana,M arctoides)线粒体DNA进化。在13个个体中,共检出8种限制性类型。恒河猴种内存在广泛的线粒休DNA限制性片段长度多态性(RFLP)。结合日本猴(M.fuscata)的有关资料,构建了猕猴属6个种的分子系统树,并给出各个种的分化时间。结果表明,这6个种可分成4个类群,熊猴和藏酋猴、恒河猴和日本猴之间的遗传距离较近,可分别划为同一类群,红面猴与其他5种猴的遗传距离最远,在系统发生上分离最早。     

广州2006年乙型流感病毒血凝素和神经氨酸酶基因特性分析

为了解2006年广州地区流行的乙型流感病毒株血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的基因特性,选择病原学监测病毒株和暴发性疫情病毒株,提取病毒RNA并逆转录为cDNA,通过PCR方法扩增乙型流感病毒HA和NA全长基因,将扩增的DNA片段接入T-A克隆载体进行测序,并使用DNAStar软件对测序结果进行分析。结果显示:不同来源的流感病毒株HA的同源性为99%以上,都属于Victoria系;不同来源的病毒株NA同源性为98%以上。HA和NA的种系发生树分析表明:病原学监测毒株同源性更接近,而暴发性疫情毒株的同源性则相对较为分散。所有毒株与WHO推荐的2005~2006年度疫苗株B/Shanghai/361/2002的同源性只有88.9%~89.7%,说明该年度的流感疫苗对乙型流感不能提供最佳的保护。