中华攀雀线粒体基因组全序列测定与分析

该研究使用长PCR扩增和引物步移法测定了中华攀雀(Remiz consobrinus)线粒体基因组全序列,在对序列进行拼接和注释的基础上,分析了其结构、序列组成及蛋白编码基因密码子使用情况等,并对22个tRNA和2个rRNA的二级结构以及控制区结构进行了预测及系统发育分析,为雀形目鸟类的系统发育研究提供了新信息。中华攀雀线粒体基因组全长16737bp,GenBank登录号KC463856,碱基A、T、C、G的含量分别为27.8%、21.5%、35.4%及15.3%,37个基因排列顺序与已报道的其他鸟类基本一致,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop),有18对基因间共存在77bp的间隔,7对基因间共存在30bp的重叠。除ND3基因的起始密码子为ATT外,其余均为标准的ATG,11个蛋白编码基因的终止密码子为TAA、TAG、AGA或AGG,2个为不完全终止密码子T(COⅢ、ND4)。除tRNASer-AGNDHU臂缺失外,其余21个tRNA均可形成典型的三叶草结构,在出现的27处碱基错配中有19处为常见的G-U错配。SrRNA和LrRNA二级结构分别包含3个结构域47个茎环结构和6个结构域60个茎环结构,与所发表的其他鸟类rRNA二级结构大体一致。中华攀雀控制区发现了同样存在于其他鸟类控制区的保守框F-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB1-box。该研究支持将攀雀科作为独立的科,同时,支持莺总科与攀雀科的单系性。     

李氏大足蝗线粒体全基因组序列分析

采用长距PCR 扩增及保守引物步移法测定并注释了李氏大足蝗( Aeropus licenti Chang)的线粒体基因组全序列。结果表明,李氏大足蝗的线粒体基因组全长15 597 bp,A+T 含量为74.8%,37个基因位置与飞蝗的一致,基因间隔序列共计17处105 bp,间隔长度从1～21 bp不等;有10对基因间存在58 bp重叠,重叠碱基数在1～17 bp之间。13个蛋白质编码基因中找到4种可能的起始密码子;有12个基因在基因3'端找到完全的TAA或TAG 终止密码子,只有ND5基因终止密码子为不完整的T。除tRNA^Ser（AGN）外,其余21个tRNA基因的二级结构均属典型的三叶草结构。tRNA^Ser（AGN）的DHU臂缺失,在相应的位置上只形成一个环。预测的lrRNA二级结构总共有6个结构域（结构域Ⅲ缺失）,47个茎环结构;预测的srRNA的二级结构包含3个结构域,31个茎环结构。A+T 丰富区长度为712 bp。     

麦穗鱼线粒体基因组序列测定及分析

利用麦穗鱼Pseudorasbora parva和相关鱼类的部分线粒体基因序列,设计出2对长批引物和30对短批引物,采用基于长PCR的2次PCR扩增法测定并注释麦穗鱼线粒体基因组全序列。结果表明,麦穗鱼线粒体基因组长16600bp,A+T含量为58.9%,37个基因位置及组成与其它硬骨鱼一致,均由13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA基因和1个控制区(D-loop)组成。其中L链仅含8个tRNA(Pro、T yr、Ser、Ala、Asn、Cys、Glu、Gln)及ND6基因,其余基因皆由H链编码。基因排列紧密,间隔序列共计13处64bp,长度从1～32bp不等;基因重叠区7处23bp,重叠碱基数在1～7bp之间。13个蛋白编码基因中,除COI起始密码子为GTG外,其余均以ATG为起始密码子;有8个基因(ND1、ND2、COI、ATP6、ATP8、ND4L、ND5、ND6)3’端有完全的TAA或TAG终止密码子,其它5个基因终止密码子为不完整的TA(ND3和ND4)或T(COⅡ,COⅢ,Cyt b)。除tRNASer(AGY)外,其余21个tRNA基因的二级结构均为典型的三叶草结构。预测的lrRNA二级结构共有6个结构域,53个茎环结构,srRNA二级结构包含43个茎环结构。控制区(D-loop)存在3个结构区:终止序列区(TAS)、中央保守区(CSB-F、CSB-D)和保守序列区(CSB-1、CSB-2、CSB-3),其中TAS与DNA复制终止相关,出现茎环结构。     

大豆蚜线粒体基因组序列测定与分析

采用LongPCR和引物步移法测得大豆蚜Aphis glycines Matsumura线粒体基因组约90%的序列,并与蚜总科Aphidoidea已报道的3种蚜虫进行了比较。结果表明:已测得的序列长度为13696bp,AT含量为83.3%;蛋白质编码基因起始密码子都为ATN,COI、ND4、CYTB、ND2使用不完整终止密码子T,其余都使用常见终止密码子TAA;15个tRNA基因除tRNA-W外都能折叠成典型的三叶草二级结构。比较大豆蚜、豌豆蚜Acyrthosiphon pisum(Harris)、麦二叉蚜Schizaphis graminum(Rondani)和葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifoliae(Fitch)的线粒体基因组,结果表明4个种均具有后生动物线粒体基因组中常见的基因,基因顺序与假想昆虫祖先的排列方式相同,但豌豆蚜包含3个tRNA-M;蛋白质编码基因的起始密码子都为ATN,除葡萄根瘤蚜外,其他3种蚜虫的COⅠ、ND4使用不完整终止密码子T;tRNA-W的二级结构中都存在TψC臂中"茎"的结构缺失,只有环的结构;而蛋白质编码基因使用最频繁的氨基酸略有不同,大豆蚜为Leu,豌豆蚜和麦二叉蚜为Ile;大豆蚜和麦二叉蚜的ND4/ND4L都存在7bp的重叠序列,而豌豆蚜和葡萄根瘤蚜没有发现此现象。     

东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡线粒体基因组序列测定与分析

喜马拉雅雪鸡属国家二级保护动物,是生存海拔最高的鸡类,同时在维持生态平衡和鸟类高海拔适应性研究中具有重要的科研价值。本研究以东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡为研究对象,采用直接测序法,拼接组装获得该物种线粒体(mtDNA)全基因组序列,对mtDNA全序列进行注释和结构分析,并选择GenBank已提交的鸡形目鸟类mtDNA序列,利用邻接法构建系统发育树,为该物种的有效保护和开发利用提供分子水平的依据。结果表明:喜马拉雅雪鸡的mtDNA全长为16 691 bp,基因种类、数量及排列顺序与鸟类线粒体基因典型排列顺序一致。基因组核苷酸含量为A:30.2%;T:23.9%;C:32.2%;G:13.8%;(A+T)含量(54%)略高于G+C (46%)含量,AT-skew为0.116 7,有一定的碱基偏好。在本研究中,东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡起始密码子以ATG为主,终止密码子以TAA为主。预测了22个tRNA的二级结构,均能形成典型的三叶草结构,共有错配25处,以GU错配为主,喜马拉雅雪鸡tRNASer (UCN)基因比藏雪鸡的tRNASer (UCN)基因多出3个碱基;系统发育树构建表明雪鸡与鹌鹑关系最近,我们发现东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡与甘肃阿克塞自治县喜马拉雅雪鸡形成两个独立的进化支。     

云斑车蝗线粒体基因组全序列测定与分析

采用长距 PCR 扩增及保守引物步移法并结合克隆测序测定并注释了云斑车蝗 Gastrimargus marmoratus （Thunberg）的线粒体基因组全序列。结果表明：云斑车蝗线粒体基因组全序列为15 904 bp（GenBank登录号为EU527334）,A+T含量略高于非洲飞蝗Locusta migratoria,为76.04%,包括13个蛋白质编码基因,22个tRNA 基因,2个rRNA基因和一段1 057 bp的A+T富集区。蛋白质基因的起始密码子中,除COⅠ和ND5为TTG以外,均为昆虫典型的起始密码子ATN。ND5基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均为典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNA^Ser（AGN）缺少DHU臂, tRNA^Ser（UGY）的反密码子环上有9个碱基。预测了云斑车蝗12S和16S rRNA二级结构,分别包括3个结构域30个茎环和6个结构域44个茎环。A+T富集区含有3个串联重复序列。     

大卫绢蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

目前有关蝶类线粒体基因组全序列及其分子进化的研究报道还不多见。本文利用long PCR和引物步移法得到大卫绢蛱蝶Calinaga davidis的线粒体基因组全序列, 同时就其基因组成和结构特点作了初步分析。结果显示： 其基因组全长为15 267 bp (GenBank登录号为HQ658143), 包括13个蛋白质编码基因(ATP6, ATP8, COI-III, ND1-6, ND4L, Cytb)、22个tRNA基因、2个rRNA基因(16S和12S)以及非编码的控制区。与其他鳞翅目昆虫相一致, 其基因组未出现基因重排现象。基因组共包含11个基因间隔区,总长度为130 bp, 间隔长度1~46 bp, 最大间隔在tRNA^Gln与ND2基因之间; 基因间共存在13处重叠, 总长度为66 bp, 重叠碱基数1~35 bp, 最长的重叠区位于COII与tRNA^Lys基因。lrRNA和srRNA基因长度分别为1 337 bp和773 bp; 除tRNA^Ser(AGN)缺少二氢尿嘧啶臂(DHU stem), 在相应的位置上只形成一个简单环外, 其余的tRNA基因都能形成典型的三叶草结构。13个蛋白编码基因总长度为11 247 bp, 共有3 737个密码子, 它们的碱基组成和密码子的使用具有明显的偏倚性; 除COI外(起始密码子TTG), 其余的12个蛋白质编码基因都以标准的ATN作为起始密码子; COI基因终止密码子为不完全T, ND4基因终止密码子为不完全TA, 其余基因都以TAA为终止密码子。A+T丰富区全长为389 bp, A+T含量高达92.0%, 其中存在2段类似微卫星的重复序列(TA)₆和(AAT)₄。本文的研究结果为探讨绢蛱蝶亚科在蛱蝶科中的系统学地位及其与其他亚科间的系统发生关系等问题提供了重要的分子生物学数据。     

黑尾地鸦线粒体基因组序列测定与分析

采用长PCR扩增的线粒体DNA和引物步移法, 测定并注释了中国特有鸟类-黑尾地鸦(Podoces hendersoni)的线粒体基因组全序列。黑尾地鸦的mtDNA序列全长16 867 bp, GenBank登录号GU592504。基因含量和排列次序与原鸡的一致, 包含13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA和1个控制区(D-loop)。除COI基因以GTG作为起始密码子外, 其余12个蛋白质编码基因均以典型ATG密码子起始。11个蛋白编码基因以完全终止密码子TAA、AGG或AGA终止, COIII和ND4基因终止密码子为不完整的T。tRNA^Ser(AGY)的DHU臂缺失, tRNA^Leu(CUN)的反密码子环由9个碱基构成, 而不是标准的7个碱基。其余的20个tRNA基因的二级结构均属典型的三叶草结构。预测了rRNA的二级结构, 其中, 12S rRNA二级结构包含4个结构域, 43个茎环结构; 16S rRNA的二级结构包含6个结构域, 55个茎环结构。此外, 在其他鸟类控制区中所发现的F-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB1-box也同样存在于黑尾地鸦中。     

棕头鸥线粒体基因组全序列测定与分析

基于长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了棕头鸥(Larus brunnicephalus)的线粒体基因组全序列。结果表明,棕头鸥线粒体基因组全长16 769 bp,GenBank登录号JX155863。基因含量和排列次序与红原鸡一致,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA和一个D-loop区(控制区)。除COI基因以GTG、ND3基因以ATT为起始密码子外,其余11个蛋白质编码基因均以ATG起始。11个蛋白质编码基因以典型的完全终止密码子AGG、TAG、TAA或AGA终止,COIII和ND4基因为不完全终止密码子T。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer(AGN)缺少DHU臂,tRNAPhe的TψC臂出现第4种排列形式。预测的棕头鸥12S和16S rRNA二级结构分别包括4个结构域47个茎环和6个结构域60个茎环。其他鸟类控制区发现的F-box、E-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB-boxes(1-3)也存在于棕头鸥中,预测了控制区H链复制起始序列OH和双向复制起始序列LSP/HSP。系统发育分析支持将棕头鸥划归为面具鸥族(Masked gulls)。     

叶蝉线粒体基因组全序列结构研究进展

叶蝉种类多,数量大,并且广泛分布于全世界,主要生活在森林和草地上,均以植物为食,对蔬菜、禾谷类等经济植物产生危害。迄今,在NCBI中已收录27种叶蝉线粒体基因组全序列数据。本文概述了叶蝉线粒体基因组全序列的获取过程和分析方法,并且比较了PCR法和NGS在实际测序应用中的优缺点;从开展时间和研究空间两方面梳理了叶蝉线粒体基因组全序列研究现状;分析了27种叶蝉全序列结构的基因重叠、基因偏斜、PCGs基因、密码子使用、RNA基因和A+T富含区的基本特征;总结了叶蝉线粒体基因组在系统发育关系、分类鉴定以及不同地理种群之间的应用;同时基于以上研究,从研究数量、研究体系和研究应用三方面归纳了叶蝉线粒体基因组全序列现阶段研究中的不足,并对今后的研究工作予以展望。     

地山雀线粒体基因组全序列的测定和分析

基于长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了地山雀(Pseudopodoces humilis)的线粒体基因组全序列.结果表明,地山雀线粒体基因组全长1.6 809万bp,A+T含量为52.9%,37个基因排列顺序与红原鸡一致.蛋白质基因的起始密码子中,除COI基因为GTG外,其余均为ATG.NDⅠ和ND5基因终止密码子为AGA:COⅡ基凶为AGG:COⅢ和ND4基因为不完全终止密码子T;其余基因均为典型的TAA或TAG.预测了22个tRNA基闪的二级结构,发现tRNAScr(AGN)缺少DHU臂,tRNAPhe的TψC臂存在一单核苷酸插入.预测的地山雀12S和16S rRNA二级结构分别包括3个结构域47个茎环和6个结构域60个茎环. 控制区位于tRNAGlu和tRNAPhe之间,长度1240 bp.控制区结构为高变Ⅰ区、中央保守Ⅱ区和保守序列Ⅲ区3个结构域.     

Parallel evolution of truncated transfer RNA genes in arachnid mitochondrial genomes

The cloverleaf secondary structure of transfer RNA (tRNA) is highly conserved across all forms of life. Here, we provide sequence data and inferred secondary structures for all tRNA genes from 8 new arachnid mitochondrial genomes, including representatives from 6 orders. These data show remarkable reductions in tRNA gene sequences, indicating that T-arms are missing from many of the 22 tRNAs in the genomes of 4 out of 7 orders of arachnids. Additionally, all opisthothele spiders possess some tRNA genes that lack sequences that could form well-paired aminoacyl acceptor stems. We trace the evolution of T-arm loss onto phylogenies of arachnids and show that a genome-wide propensity to lose sequences that encode canonical cloverleaf structures likely evolved multiple times within arachnids. Mapping of structural characters also shows that certain tRNA genes appear more evolutionarily prone to lose the sequence coding for the T-arm and that once a T-arm is lost, it is not regained. We use tRNA structural data to construct a phylogeny of arachnids and find high bootstrap support for a clade that is not supported in phylogenies that are based on more traditional morphological characters. Together, our data demonstrate variability in structural evolution among different tRNAs as well as evidence for parallel evolution of the loss of sequence coding for tRNA arms within an ancient and diverse group of animals.     

Phylogenetic signal and the utility of 12S and 16S mtDNA in frog phylogeny

Genes selected for a phylogenetic study need to contain conserved information that reflects the phylogenetic history at the specific taxonomic level of interest. Mitochondrial ribosomal genes have been used for a wide range of phylogenetic questions in general and in anuran systematics in particular. We checked the plausibility of phylogenetic reconstructions in anurans that were built from commonly used 12S and 16S rRNA gene sequences. For up to 27 species arranged in taxon sets of graded inclusiveness, we inferred phylogenetic hypotheses based on different a priori decisions, i.e. choice of alignment method and alignment parameters, including/excluding variable sites, choice of reconstruction algorithm and models of evolution. Alignment methods and parameters, as well as taxon sampling all had notable effects on the results leading to a large number of conflicting topologies. Very few nodes were supported in all of the analyses. Data sets in which fast evolving and ambiguously aligned sites had been excluded performed worse than the complete data sets. There was moderate support for the monophyly of the Discoglossidae, Pelobatoidea, Pelobatidae and Pipidae. The clade Neobatrachia was robustly supported and the intrageneric relationships within Bombina and Discoglossus were well resolved indicating the usefulness of the genes for relatively recent phylogenetic events. Although 12S and 16S rRNA genes seem to carry some phylogenetic signal of deep (Mesozoic) splitting events the signal was not strong enough to resolve consistently the inter‐relationships of major clades within the Anura under varied methods and parameter settings.     

短额负蝗线粒体基因组及其lrRNA和srRNA二级结构分析

采用长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了短额负蝗的线粒体基因组全序列。结果表明,短额负蝗的线粒体基因组全长15558bp,A T含量为74.3%,37个基因位置与飞蝗的一致,基因间隔序列共计11处64bp,间隔长度从1～16bp不等;有15对基因间存在51bp重叠,重叠碱基数在1～8bp之间。13个蛋白质编码基因中找到6种可能的起始密码子,有12个基因在基因3'端能找到完全的TAA或TAG终止密码子,只有ND5基因终止密码子为不完整的TA。除tRNASer(AGN)外,其余21个tRNA基因的二级结构均属典型的三叶草结构。tRNASer(AGN)的DHU臂缺失,在相应的位置上只形成一个环。预测的lrRNA二级结构总共有6个结构域(结构域Ⅲ缺失),49个茎环结构。预测的srRNA的二级结构包含3个结构域,33个茎环结构。A T丰富区中存在一个被认为与复制及转录起始有关的Ploy(T)(T-stretch)结构。     

一株保存的波瓦生病毒全基因组序列测定及分析

目的：对保存的WJBC株波瓦生病毒进行全基因组序列测定和分析,阐明其与已报道毒株之间的关系。方法：将波瓦生病毒基因组编码区分11段进行RT－PCR扩增,扩增产物直接进行测序,非编码区采用RACE法进行扩增,扩增产物纯化并连接pGEM－Teasy载体后转化大肠杆菌DH5ct感受态细胞,挑取阳性克隆鉴定后进行测序,用DNAstar软件将测序结果拼接得到全基因组序列。下载波瓦生病毒全基因组核苷酸序列,利用MEGA5．0软件构建系统进化发生树。结果与结论：WJBC株波瓦生病毒全基因组共11839nt,编码3415个氨基酸残基,病毒基因组5’端和3’端分别有111、483nt的非编码区;进化树结果显示,WJBC株波瓦生病毒与LB株波瓦生病毒的亲缘性最高,可能为同一病毒株．．