鸮形目4种鸟类线粒体调控区全序列的测定与比较研究

利用Long-PCR和Primer Walking的方法对鸮形目的短耳鸮、长耳鸮、纵纹腹小鸮、灰林鸮4种鸟类的线粒体调控区进行了全序列测定。结果表明：短耳鸮的调控区跃度为3290bp;长耳鸮为2848bp;纵纹腹小鸮为2444bp;灰林鸮为1771bp。短耳鸮的调控区长度是4种鸮中最大的,并且是目前已知最大的鸟类线粒体调控区。这4种鸮类调控区的基本结构和其他鸟类相似,按照碱基变化速率的不同可以分为3个区：碱基变化速率较快的外围区域Ⅰ、Ⅲ和保守的中间区域Ⅱ。这4种鸟类调控区的3’端均存在大量的串联重复序列,短耳鸮为126bp单元重复7次和78bp单元重复14次;长耳鸮为127bp单元重复8次和78bp单几重复6次;纵纹腹小鸮有3个重复单元,分别为89bp单元重复3次、77bp单元重复4次和71bp单元重复6次;灰林鸮仅有1个单元的串联重复为78bp重复5次。调控区中串联重复序列可能是由链的滑动错配产生,另外这些重复序列都能形成热力学稳定的多重茎环二级结构,而且在重复序列中还发现一些保守基序,这说明重复序列可能具有一定的生理功能,影响调控区的调重控功能从而影响线粒体基因组的复制和转录。     

圆斑星鲽及相关种类线粒体DNA控制区结构分析

采用PCR产物直接测序法测定了圆斑星鲽(Verasper variegatus)的24个个体的线粒体控制区(Control region)核苷酸全序列, 并进行了结构分析。结果表明, 圆斑星鲽线粒体控制区核苷酸全序列具有长度多态性, 得到4种长度单元型, 主要表现为控制区中的串联重复序列的长度不同。对鲽形目鱼类如鲽科的条斑星鲽(Verasper moseri)、黄盖鲽(Limanda feruginea)、马舌鲽 (Reinhardtius hippoglossoides), 美洲拟庸鲽(Heppoglossoides platessoides )和鲆科的牙鲆(Paralichthys olivaceus)以及鳎科的欧洲鳎(Solea solea)、塞内加尔鳎(S. senegalensis)和沙鳎(S. lascari)的控制区的比较研究发现, 鲽形目鱼类的线粒体控制区均存在相似的结构, 即线粒体控制区可分为终止相关序列区(ETAS)、中央保守区(包括CSB-A、CSB-B、CSB-C、CSB-D、CSB-E、CSB-F)以及保守序列区(CSB1、CSB2、CSB3)和重复序列区(Repeat region)4个区域。通过与脊椎动物各个纲线粒体控制区序列的比较分析, 发现只有鲽形目(包括鲆、鲽类和鳎类)鱼类和两栖纲的无尾类在CSB-3之后存在相似的串联重复序列。     

大黑毛肩长蝽(半翅目:异翅亚目:地长蝽科)线粒体基因组及地长蝽科系统发育地位探讨

为了更加深入地了解地长蝽科的基因组水平特征,测序并分析了大黑毛肩长蝽Neolethaeus assamensis(半翅目:异翅亚目:地长蝽科:毛肩族)的线粒体基因组序列。大黑毛肩长蝽线粒体基因组是双链共价环状DNA分子,长度为17097 bp,编码13个蛋白质编码基因,22个t RNA基因和2个r RNA基因,基因排列方式同果蝇Drosophila yakuba一致。大黑毛肩长蝽线粒体基因组内存在2个大的非编码区。一个是控制区,另一个是位于ND6和Cyt B之间的串联重复区域,TRR4.4。控制区内包含7类共9个结构显著的区域,如一个茎环结构,3个非串联的重复序列以及其他5个结构区域。TRR4.4长802 bp,包括4个184 bp的重复单元和1个66 bp的部分重复单元。TRR4.4的重复单元与控制区中TRR2.7的重复单元在长度、方向以及核苷酸组成等方面几乎完全一致。22个t RNA全部能够折叠为典型的三叶草二级结构。16S r RNA二级结构包含6个结构域(结构域III在节肢动物中缺失)和44个茎环结构,12S r RNA二级结构包含3个结构域和28个茎环结构。基于蝽次目15个线粒体基因组数据分析得到的系统发育结果,支持地长蝽科位于长蝽总科基部分支的观点。     

甜菜属厚皮菜SWTY-1细胞质VNTRs多态性分析

利用数目可变串联重复序列(Variable Number of Tandem Repeats,VNTRs)微卫星标记方法,对重庆厚皮菜甜菜材料SWTY-1群体中100个单株的细胞质线粒体DNA片段中TR2位点VNTRs片段多态性进行分析。结果显示97个单株线粒体TR2位点微卫星串联重复序列均为3拷贝,与普通糖甜菜一致;3个单株线粒体TR2位点微卫星串联重复序列为6拷贝,发现甜菜属厚皮菜细胞质TR2位点VNTRs存在多态性,在该群体中发现了不同于甜菜栽培种新的细胞质单株。对该群体材料100个单株的抽薹及结籽进行观测,结果显示微卫星串联重复序列为6拷贝的变异植株中2个单株花期未抽苔开花,1株抽苔晚未形成正常种子;细胞质TR2位点VNTRs片段拷贝数为3的植株中2个单株未能正常抽薹,其他植株均正常抽薹结籽。     

五种鲟鱼线粒体控制区异质性和系统发育分析

利用保守引物得到五种鲟鱼的线粒体DNA（mtDNA）控制区（D-loop）全长,长度在795~813 bp。序列中包括了CBS（conserved sequence block）和TAS（termination-associated sequence）区域。利用最大似然法、最大简约法和贝叶斯法构建了系统发育树,发育树分成两枝,呈现明显的生物地理分布。分析表明,现有的鳇属鱼类不是单系群起源。五种鲟鱼D-loop序列都存在长度和数目不等串联重复序列,长度在78~82 bp之间,重复序列拷贝数在4~6次不等,因此造成了mtDNA广泛的异质性现象。不同种类的重复序列单元十分相似,达氏鳇和史氏鲟重复序列单元相似度为82.93%,西伯利亚鲟和俄罗斯鲟重复序列单元相似度为90.59%。在串联重复序列后是一段不完全重复序列。通过与已有同种的重复序列比对发现不同鲟鱼重复序列相同,不同地理区域相同物种的重复序列可能发生过分子内重组。这些表明重复序列在鲟鱼进化上具有相关意义,推测重复序列可能产生在种分化前,重组发生在种分化后。     

红足壮异蝽Urochela quadrinotata Reuter线粒体基因组的测定与分析

研究测定并分析了红足壮异蝽Urochela quadrinotata Reuter的线粒体基因组全序列。该线粒体基因组全长16585bp(GenBank登录号为JQ743678),A+T含量为75.4%,共编码35个基因,包括13个蛋白质基因、20个tRNA基因(两个tRNA基因,即tRNAIle和tRNAGln未被检测到)、2个rRNA基因及一段较长的非编码区(控制区,亦称A+T富含区)。基因排序与大部分昆虫的线粒体基因排列方式相同,没有发生基因重排。除tRNASer(AGN)的DHU臂无法形成典型的茎环结构,其余tRNA基因均能稳定形成典型的三叶草二级结构。预测了红足壮异蝽16S和12S rRNA的二级结果,分别包括6个结构域43个茎环和3个结构域27茎环。控制区含一个长1652bp的串联重复区域,由16个串联重复单元组成。     

四川华绿螽线粒体基因组序列分析

本研究采用第二代测序技术对四川华绿螽的基因组进行测序,并组装得到了完整的线粒体基因组序列。结果显示:四川华绿螽线粒体基因组序列全长18 051 bp,包含37个基因和1个控制区。与大部分已测序的螽亚目昆虫类似,四川华绿螽线粒体基因组具有通常的基因方向、t RNA结构、相对较低的A+T偏好性。但其基因排列与祖先序列明显不同,具有新的基因排序12S r RNA-t RNA~(Ile)-t RNA~(Met)-nad2-CR-t RNA~(Gln)-t RNA~(Trp)。控制区较长,为3 074 bp,由两部分组成,一部分是与nad2相邻的高A+T偏向性区域(A+T-biased region,ATR),另一部分是与t RNA~(Gln)相邻的串联重复(tandem repeat,TR)区。另外,在t RNA~(Ser(UCN))和nad1之间也有一段长度为123 bp的串联重复序列。基于已测序的线粒体基因组序列,我们对直翅目昆虫线粒体基因组的结构和排序进行了比较分析。本研究为直翅目系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

普通小麦低分子量麦谷蛋白亚基核心编码区与面团强度关系的研究

为分析LMW-GS基因对面团强度的影响, 利用两个重组自交系99G45/京771和Pm97034/京771的F9代,对LMW-GS基因特异位点和与其紧密连锁的Gli-1位点进行分析, 研究对面团强度影响差异显著的Glu-B3位点的等位基因核心编码区的序列差异。结果表明, 3个亲本LMW-GS核心编码区都具有6个半胱氨酸残基, 但PB较GB和JB缺失了一个7氨基酸序列的重复单元, 并且在不同序列中出现了氨基酸代换, 其中有2个代换可能影响氨基酸序列的亲水性, 进而影响面团强度。     

西藏小型猪的线粒体DNA控制区分析

目的研究西藏小型猪的遗传标记以及与其他国内地方猪的亲缘关系。方法扩增102头西藏小型猪以及16头巴马小型猪、17头贵州香猪的线粒体DNA控制区,测序并与国内其他猪进行比较。结果西藏小型猪线粒体DNAD-loop区分三个区域。串联重复序列区处于中间位置,包含有15～29个10 bp的重复片段,分为A、B两种类型。D-loop 3′端340 bp,与国内其他猪的序列相同比较保守;5′端704 bp,共有22个变异位点。由22个变异位点中归纳出25个单倍型,其中有两种主要的单倍型,分别占34.4%和36.6%。根据三个转换位点：305、500、691,将西藏小型猪分成了两组,几乎与串联重复序列所分的A、B两组类型相对应。与西藏小型猪相比,巴马小型猪和贵州香猪D-loop 5′端变异位点较少,分别只有4种和2种单倍型,串联重复区也只有一个类型。结论西藏小型猪可能有两个母系祖先并且与我国西南地区的品种猪有较近的亲缘关系;不同的串联重复片段类型和5′端的变异位点可以联合组建西藏小型猪的遗传标记。     

动物线粒体基因组变异研究进展

动物mtDNA大多是共价闭合的环状双链分子,一般由2个非编码区和37个编码基因组成,不同动物线粒体基因组大小变异明显.孑遗疟虫(Plasmodium reichenowi)的线粒体基因组最小,仅为5966bp;领鞭毛虫(Monosiga brevicollis)的最大,达76568bp.动物线粒体基因组大小变异的原因主要有:控制区串联重复元件的变异;基因重复;基因重叠与基因间隔区大小的差异;基因缺失和增加.