毛竹基因组大小测定

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

毛竹基因组大小测定

毛竹（Phyllostachys edulis）属禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）刚竹属（Phyllostachys）,是我国分布和栽培面积最大的经济竹种,有着广泛的开发前景。本实验以水稻（Oryza sativa）为内标,用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定,通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系,计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试,测得毛竹基因组大小为2075.025±13.08Mb,即2C DNA含量为4.24pg（以1pg DNA=0.978×10^9bp计算）。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

五节芒基因组大小测定

五节芒(Miscanthus floridulus)属于禾本科(Poaceae)芒属(Miscanthus Andersson),被认为是一种开发潜力巨大的生物质能源植物。本研究以水稻日本晴(Oryza sativa L.var.Nipponbare)为内标,采用流式细胞仪测定6份采自中国不同地区的五节芒基因组大小。结果首次确定了五节芒的基因组大小平均为2596.59 Mb,即2 C DNA含量为5.31 pg(以1 pg=978 Mb计算)。     

大壁虎与无蹼壁虎脚底刚毛结构与其黏附性能的比较研究

采用扫描电子显微镜和细胞组织学技术比较大壁虎(Gekko. gecko)和无蹼壁虎(Gekko. swinhonis)脚底刚毛的形态构筑, 并观测了其与黏附性能的关系. 扫描结果显示: 壁虎脚底的刚毛排列整齐而密集、方向规则, 尖端弯曲而分支. 其中, 大壁虎脚底刚毛排列呈束状, 头端分支间距较小(小于0.2~0.3 μm), 均弯向脚心, 角度规范(约10°), 末梢呈花托状膨大; 无蹼壁虎脚底刚毛两级分支明显, 分支间距较大(第一级分支大于0.5 μm, 第二级分支大于1 μm), 末梢呈卷须状, 多角度弯曲. 组织学检测发现, 大壁虎和无蹼壁虎的刚毛均为实体, 内容物丰满, 毛底部有大量上皮细胞、脂肪细胞、色素细胞和肌肉组织, 没有腺细胞. 功能性实验证实, 壁虎脚底毛形态构筑的规范性与其黏附性能正相关, 改变脚底刚毛的形态构筑可显著降低其黏附性能. 同时, 测试结果表明2种壁虎脚底毛的切向黏附力均大于其法向黏附力, 相对体重而言, 无蹼壁虎具有更强的黏附性能, 特别是其法向黏附性能更优于大壁虎. 壁虎刚毛的形态构筑和组织学特点为制备仿壁虎刚毛群提供了重要信息.     

利用流式细胞仪测定荚蒾属植物的基因组大小

荚蒾属 (Viburnum) 植物在园林中广泛用作观赏灌木,并且其具有优良园艺性状的杂交种在世界范围内越来越受欢迎。本研究利用流式细胞仪测定了14种荚蒾属植物的基因组大小。二倍体中基因组大小变化范围是255pg（陕西荚蒾）到426pg（琼花）。同时,琼花的核型也较不对称,这可能反应了它的育种历史。四倍体物种珊瑚树的基因组大小（762pg）是其他二倍体物种的两倍还多,这揭示了该属的多倍化在进化中可能并不遥远。该研究为荚蒾属细胞遗传学和分类学的深入研究奠定了基础,并为该属杂交育种提供有用的信息。     

34种秋海棠基因组大小比较与分析

以34种野生秋海棠(包括4个变种)为试材,水稻(Oryza sativa L.subsp.japonica Kato)为外标,采用流式细胞法测定其基因组大小,比较不同种、组之间基因组大小的差异,并分析与染色体数的相关性。结果表明:34种秋海棠基因组大小在0.292~2.554 pg之间,最大值约为最小值的9倍,平均基因组大小为0.863 pg,最小的为盾叶秋海棠(Begonia peltatifolia H.L.Li),最大的为水鸭脚秋海棠(B.formosana(Hayata)Masam.)。中国原产的30种秋海棠平均基因组大小(1C=0.925 pg)较南美洲原产的4种的(1C=0.398 pg)大,中国台湾原产的3种秋海棠基因组均比大陆原产的27种的大。中国原产秋海棠不同组间基因组的大小存在差异,同一组内基因组大小亦不相同,本研究所测材料以四室组的基因组最大,为1.285 pg,组内变化近3.2倍;秋海棠组和二室组次之,分别为0.895 pg和0.888 pg,组内变化近6.4、6.8倍;侧膜胎座组基因组最小,为0.721 pg,组内变化约1.2倍。相关性分析表明秋海棠基因组大小与染色体数无显著相关性。本结果可为秋海棠遗传多样性分析及基因组学研究提供一定的基础数据。     

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。     

基因组中重复序列的意义

从原核生物到真核生物,其基因组中的重复序列呈递增趋势.重复序列的作用也被各种实验所揭示.各种重复序列的类型与它在染色体上的分布密切相关.重复序列不是垃圾,而是影响着生命的进化、遗传、变异;同时它对基因表达、转录调控、染色体的构建以及生理代谢都起着不可或缺的作用.它们的功能及演化也正在被逐步阐明.     

假结核耶尔森氏菌flhDC基因影响细菌运动性和生物膜形成

假结核耶尔森氏菌YPIII鞭毛系统的一级主调控基因flhDC缺失突变, 所得突变株在细菌泳动实验中丧失了泳动能力; 对fliA启动子融合报告菌株的检测发现, 与大肠杆菌一样, 在假结核耶尔森氏菌中二级调控基因fliA的表达也受到flhDC的调控; 对野生型和突变株在非生物活性表面和生物活性表面生物膜形成的观察和统计表明, flhDC突变株在不同表面上生物膜的形成明显减少, 并降低了对线虫表面侵染的严重度. 以上结果表明, flhDC的突变不仅直接使YPIII的运动性丧失, 而且影响了细菌在不同表面上生物膜的形成, 这一新功能的鉴定为细菌生物膜形成机制的研究提供了新的视点.     

日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏ESTs 分析与比较转录组研究

以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库, 在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(expressed sequence tags)序列. ESTs序列分析显示, 8515条ESTs拼成648条片段重叠群, 共得到2210条转录本, 其中47.06%的转录本预测为全长序列; 利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配, 占总转录本的92.9%. 更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释, 结果发现, 在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达, 并预测了8个新基因. 通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析, 发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因, 这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用. 此外, 也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别, 结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标, 这为研究人类癌症提供了有益的线索. 上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础.     

毛竹微型颠倒重复序列的鉴定及分子标记开发

MITEs(miniature inverted-repeat transposable elements)又称颠倒重复序列,是缺少转座酶序列的非自主型转座子,在真核生物基因组含量丰富,是基因组多态性形成的重要驱动力之一.该研究利用MITE Tracker软件,在毛竹(Phyllostachys edulis)新版基因...     

支原体基因组中ori和ter位点的松弛平衡

支原体(Mycoplasma)是一类没有细胞壁的特殊细菌, 其基因组较小, 公认支原体经历了较大规模的消减进化. 在消减进化中基因组复制起点(ori)和终点(ter)之间的平衡很可能被破坏. 由于支原体基因组中的复制起点和终点用常规方法如GC Skew等不易确定, 因此本研究采用Z曲线检加以测, 并据此计算出支原体基因组中复制起点和终点的距离. 我们发现, 支原体基因组多数处于不平衡的状态. 这可能是由于支原体的特殊生存环境所致. 在其生存环境中, 竞争压力较小, 基因组无需快速复制以争夺生存资源, 从而在长期进化后复制起点和终点之间失去了平衡.     

基于流式细胞术的海菜花属植物基因组大小测定

利用改良的裂解液P1,以中国古代莲(Nelumbo nucifera Gaertn.Fruct.et Semin)为外标,采用流式细胞术(FCM)对海菜花属(Ottelia Pers.)6个代表性物种及3个存疑类群的基因组大小(C值)进行测定,并对海菜花属系统发育关系进行评估。结果显示:所测定的材料中,水菜花(Ottelia cordata(Wall.)Dandy)C值最小(6.759 pg),灌阳水车前(O.guanyangensis Z.Z.Li,S.Wu&Q.F.Wang)C值最大(12.929 pg);对基因组大小与该属系统发育树进行比较分析,结果发现该属植物基因组大小与系统发育关系具有一致性;对海菜花属3个存疑类群进行分子系统学研究,结果发现存疑类群与嵩明海菜花(Ottelia acuminata var.songmingensis Z.T.Jiang,H.Li&Z.L.Dao)及灌阳水车前的关系最近,而与水菜花的关系较远,这与基因组大小变异相一致。根据基因组大小进一步推测3个存疑类群很可能为二倍体。本研究结果可为海菜花属植物的系统学研究提供新资料,同时为该属植物基因组学研究提供基础数据。     

甘薯属耐盐植物马鞍藤基因组大小及特征分析

马鞍藤(Ipomoea pes-caprae(L.)R. Br.)是甘薯的近缘野生种之一,为热带、亚热带海滩生长的多年生藤蔓植物,作为沿海地区的园林绿化植物之一,具有较强的耐盐性。马鞍藤基因组学的研究可为耐盐甘薯种质创制提供信息参考。本试验调查了马鞍藤基因组大小和特征概况,为后续全基因组精细图谱绘制打下基础。研究以已知基因组大小的三裂叶薯(Ipomoea triloba L.)为对照,运用流式细胞术对马鞍藤基因组大小进行初步预估;使用二代高通量测序技术(Illumina Hiseq2500)对马鞍藤基因组进行survey评估,测序深度30×,利用生物信息学方法估算马鞍藤GC含量(即鸟嘌呤和胞嘧啶所占比例)、杂合率、重复序列等基因组概况。结果表明:流式细胞术估算马鞍藤基因组大小为1012.704±17.37 Mb;经全基因组Survey测定获得马鞍藤有效数据为21.71 Gb,基因组大小经修正后估算为1041.65 Mbp;通过K-mer分布曲线估算马鞍藤基因组中重复序列所占比率为74.52%,杂合率为0.99%;经初步组装后,GC平均深度及含量分布存在异常,出现分层的现象,这可能与马鞍藤基因组杂合率较高有关。本试验首次报导甘薯属耐盐植物马鞍藤基因组大小及特征信息,为马鞍藤进一步的全基因组深度测序和甘薯耐盐基因挖掘打下基础。     

文昌鱼AmphiMef2基因的特征及其发育表达

肌细胞增强因子2(MEF2)属转录因子MADS家族成员, 它能控制脊椎动物肌肉特异基因的表达, 但在无脊椎动物中, 并非所有的Mef2基因都是肌肉发育所必需的. 在青岛文昌鱼(Branchiostoma belcheri)中首次克隆到一个全长的cDNA, 定名为AmphiMef2. 其编码的氨基酸序列具有高度保守的MADS和MEF2结构域, 与脊椎动物同源蛋白相应区域的氨基酸一致性高达95.3%. 原位杂交结果表明, AmphiMef2首先在早神经胚的预定体节中胚层中表达, 之后在体节和未分节的预定体节中胚层中表达. 36 h幼虫期, 只在后部体节中检测到它的表达. 48 h幼虫 期, AmphiMef2的表达区域转移到口前窝(一个与脊椎动物腺垂体同源的器官), 且持续表达到至少 72 h幼虫期. 实验结果提示, 文昌鱼AmphiMef2可能不但参与肌肉发生, 而且可能在口前窝的发育或功能发挥中起作用.     

中国明对虾基因组小卫星重复序列分析

通过对中国明对虾基因组随机DNA片断的测序 ,我们获得了总长度约 6 4 10 0 0个碱基的基因组DNA序列 ,从中共找到 172 0个重复序列。其中 ,小卫星序列的数目为 398个 ,占重复序列总数目的 2 3 14 %。这些小卫星序列的重复单位长度为 7- 16 5个碱基 ,集中分布于 7- 2 1个碱基范围内 ,其中以重复单位长度为 12个碱基的重复序列数目最多 ,为 5 8个 ,占小卫星重复序列总数目的 14 5 7%。不同拷贝数目所对应的重复序列的数目情况为 :拷贝数目为 2的重复单位所组成的重复序列数目最多 ,为 137个 ;其次是拷贝数目为 3的重复序列 ,为12 2个 ,且随着拷贝数目的增加 ,由其所组成的重复序列的数目呈递减的趋势。其中一部分序列见GeneBank数据库 ,登录号为AY6 990 72 -AY6 990 76。 398个重复序列分别由 398种重复单位所组成 ,因而小卫星重复序列的类型很多 ,我们初步分成三类 :两种碱基组成类别、三种碱基组成类别和四种碱基组成类别 ,并进一步根据各个重复序列中所含有的碱基种类的数量从大到小排列这些碱基而分成若干小类。从这些分类中可以看出 ,中国明对虾基因组中的小卫星整体上是富含A T的重复序列 ,并具有一定的“等级制度” ,揭示了其与微卫星重复序列之间的关系 ,即一部分小卫星重复序列可能起源于微卫星     

菜粉蝶线粒体基因组的全序列测定和分析

目前关于蝶类线粒体基因组全序列及其分子进化的研究还不多见。本研究通过长PCR和引物步移法对菜粉蝶Pieris rapae Linnaeus线粒体基因组全序列进行了测定和初步分析。结果表明：菜粉蝶线粒体基因组全长15 157 bp, 包含13个蛋白编码基因、22个tRNA和2个rRNA基因以及1个非编码的控制区域, 它们的长度分别是11 196 bp, 1 474 bp, 2 093 bp和393 bp。37个基因的位置与已报道的其他蝶类基本一致, 共有10对基因间存在总共59 bp的重叠, 重叠碱基数在1~35 bp之间; 基因间隔序列共计13处120 bp, 间隔长度1~46 bp不等, 最大的基因间隔46 bp, 位于tRNA^Ile和tRNA^Gln基因之间。另外, 基于13个蛋白质编码基因的氨基酸序列, 重建了基于蛋白质编码基因序列数据的11种代表性蝶类的NJ和MP系统树。结果表明:凤蝶类(包括凤蝶和绢蝶)为一大支系, 粉蝶类、 灰蝶类与蛱蝶类(包括蛱蝶、 珍蝶)构成另一大支系。结果不支持粉蝶科与凤蝶科（包括凤蝶类和绢蝶类）构成单系群, 却显示粉蝶科、 灰蝶科和蛱蝶科的组合为单系群。     

基于流式细胞术的北美冬青基因组大小测定

以10个北美冬青品种的嫩叶为材料,采用水稻‘日本晴’和二倍体大豆嫩叶为标样,检测北美冬青品种的核DNA含量及基因组大小,为北美冬青种质资源鉴定、基因组学研究以及新品种培育提供理论依据。结果表明：北美冬青品种间基因组大小存在显著差异。’Oosterwijk’、’Earlibright’、’Winter Red’、’Winter Gold’、’Apollo’、’Afterglow’和’Southern Gentleman’7个北美冬青品种基因组大小为728.46～852.99 Mb,推测这些品种为二倍体;’Cacapon’、’Red Sprite’和’Shaver’这3个品种北美冬青基因组大小为1954.99-2108.95 Mb,推测这3个品种为多倍体。’Apollo’和’Southern Gentleman’这两个雄性品种的基因组大小平均值明显小于其他雌性品种。本研究基于流式细胞术建立的北美冬青基因组大小测定方法可为该属其他植物的相关研究提供借鉴。     

海三棱藨草及其近缘种基因组大小的测定

基因组大小是物种基因组的重要特征,通常用DNA C值来衡量,能够用于快速判断基因组倍性,并为分类学与进化生物学提供重要依据。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)是长江口和杭州湾具有重要生态意义的标志性物种,被认为是扁秆藨草(S. planiculmis)和藨草(S. triqueter)的杂交种,因染色体小而难以准确确定倍性。近年来,部分研究者指出该物种的分类和命名存在疑点。该研究通过基因组Survey分析检测海三棱藨草样本CJ1的基因组特征,测序深度约为120 ×,并以绿豆(Vigna radiata)为参考标准,利用流式细胞术测定了海三棱藨草及其同域近缘种扁秆藨草和藨草以及海三棱藨草和扁秆藨草的杂交F1共13个样本的DNA C值和相对倍性。结果表明:(1)基因组Survey分析测得CJ1的基因组大小为244.12 Mbp,杂合率为0.68%,重复序列比例为42.38%,GC含量为37.25%。(2)流式细胞术测得来自不同区域的海三棱藨草各样本的基因组倍性相同,1C值在234.87 ～ 242.5 Mbp之间,其中CJ1的基因组大小与基因组Survey检测结果高度一致。(3)扁秆藨草的1C值在251.77 ～ 264.13 Mbp之间,藨草1C值为537.33 Mbp。根据上述基因组大小,认为海三棱藨草不可能是这两者的杂交种。该研究补充了海三棱藨草及其近缘种的基因组特征,为后续全基因组测序奠定基础,同时也否定了海三棱藨草起源于扁杆藨草和藨草杂交的假说。     

美洲大蠊基因组重复序列分析

重复序列是真核生物基因组的重要组成部分。一些重复序列,如自主型的逆转录转座子LINE,在昆虫的系统进化和遗传多样性研究方面得到了广泛的应用。de novo从头预测和基于同源比对预测相结合的方法被用来搜索美洲大蠊Periplaneta americana基因组,共鉴定出大约占全基因组62%的重复序列。研究发现,散在重复序列中,DNA转座子占美洲大蠊基因组的16.18%;逆转座元件中LINE最多,占基因组的13.64%,SINE和LTR分别占基因组的3.52%和1.32%。LINEs中的Bov Bs亚家族在所有转座子亚家族中比例最高(约6.73%)。美洲大蠊与德国小蠊Blattella germanica相比,除LTR外,其他类型的转座子占基因组的比例均高于德国小蠊。通过分析逆转录转座子反转录酶完整度、氨基酸序列相似度及遗传距离,从美洲大蠊基因组中鉴定出一类BovBs:RTE-1_PAm。BovBs的反转录酶氨基酸序列的系统树表明,美洲大蠊与内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis的进化关系比与其同属蜚蠊科Blattidae的德国小蠊的关系更近。昆虫中BovBs的进化关系与传统核基因进化关系的不同,表明转座子的进化相对宿主基因的进化具有一定的独立性。