珠江流域常见鱼类及大型底栖动物DNA条形码空缺分析

条形码数据库是开展基于DNA的生物监测关键先决条件。为在珠江流域有效开展基于DNA的生物监测,迫切需要了解物种DNA条形码的覆盖或空缺状况。整理了珠江流域常见鱼类和大型底栖动物的物种清单,从National Center and Biotechnology Information (NCBI)数据库中检索了物种清单的DNA条形码序列,分析了常见鱼类(包括线粒体组和12s rRNA基因)和大型底栖动物(包括线粒体组、COI和18s rRNA基因)的DNA条形码覆盖范围和空缺程度。数据分析表明：(1)珠江流域共记录了常见鱼类221种,隶属于2纲18目51科和137属;常见大型底栖动物105种/属,隶属于6纲14目53科。(2)共检索到常见鱼类线粒体组序列913条和12s rRNA基因序列962条,分别占总物种的81.45%和57.92%;有12.67%的物种没有线粒体组和12s rRNA基因序列,若将条形码阈值设置为至少包含5个参考序列,则空缺度上升至52.94%;(3)共检索到常见大型底栖动物线粒体组65条序列、COI基因26,988条序列和18s rRNA基因175条序列,分别占总种/...     

COI序列:影响动物分类学与生态学的DNA barcode

DNA barcode是一段特殊的、可用于物种鉴定的DNA序列.目前在动物中最常用的DNA barcode是细胞色素C氧化酶1号基因(COI)的部分序列.随着标准数据库的建立,基于COI基因的DNA barcode在动物分类学和生态学中得到了广泛应用.但是,采用COI基因作为DNA barcode所隐含的涉及线粒体的进化历史、遗传特性和物种成种时间的默认前提,并非完全成立,由此引发了许多问题.本文阐述了基于COI基因的DNA barcode对分类学和生态学的影响,目前存在的问题,以及可能的研究方向.     

DNA条形码技术在海洋贝类鉴定中的实践: 以大亚湾生态监控区为例

为提高物种鉴定的准确性, 本研究采用DNA条形码技术对大亚湾生态监控区冬季采集的贝类样品进行了种类鉴定。结果表明, 26个形态种中, 有15个可以通过线粒体COI和16S rRNA基因的系统发育分析鉴定到种的水平。部分形态上难以鉴定的种类, 如线缝摺塔螺(Ptychobela suturalis)和区系螺(Funa sp.)可以通过条形码实现有效鉴定。锯齿巴非蛤(Paphia gallus)、西格织纹螺(Nassarius siquijorensis)、爪哇拟塔螺(Turricula javana)等种类存在相当大的种内遗传距离, 有存在隐存种的可能性。尽管基于线粒体COI和16S rRNA基因的种内遗传距离和属内种间的遗传距离发生重合, 无明显的条形码间隙, 但通过系统树的方法仍能有效鉴定物种。可见, DNA条形码技术能有效提高海洋贝类物种鉴定的准确性并发现隐存种。     

我国32种鸟类DNA条形码分析

DNA条形码是一种分子分类方法,近年来在物种鉴定方面得到迅速的发展和应用.本研究分析了我国27属32种鸟类(61只)的线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的条形码片段,分别用阈值法、聚类法和诊断核苷酸进行了分析,探究DNA条形码鉴定我国鸟类的准确性.结果显示,种内CO Ⅰ序列变异很小,种间存在较多的变异位点,种间的遗传距离显著大于种内的遗传距离,DNA条形码序列能够鉴定所有鸟类.     

DNA条形码在鞘翅目昆虫分子系统学研究中的应用

近年来,DNA条形码(DNA Barcoding)技术已经成为生物分类学研究中备受关注的新型技术,并在鞘翅目昆虫系统发育研究中得到广泛应用。本文总结了鞘翅目昆虫DNA条形码研究所用COⅠ基因序列,概述了DNA条形码在鞘翅目昆虫的物种分类鉴定、发现新种和隐存种、系统发育关系研究等方面的应用,并对DNA条形码研究技术新进展和标准序列筛选需要注意的问题进行了讨论。     

DNA条形码技术的研究进展及其应用

DNA条形码技术(DNA Barcod ing)是通过对一个标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术。这个概念的原理与零售业中对商品进行辨认的商品条形码是一样的。简单地说,DNA条形码技术的关键就是对一个或一些相关基因进行大范围的扫描,进而来鉴定某个未知的物种或者发现新种[1—3]。自从提出DNA条形码的概念以来,这种新兴分类学技术已经引起了越来越多的生物学家的关注。DNA条形码技术是分类学中辅助物种鉴定的新技术,它代表了生物分类学研究的一个新方向[4],因此它在生态、环境、食品等诸多领域都将会有广泛的应用[5]。本文概括综述了DNA条形码技术的发展历史、原理与操作,分析了其在生物分类中的应用及应用上的优势与限制,对DNA条形码技术在鱼类学研究的意义与可行性进行了探讨。1 DNA条形码技术的发展历史2003年,Herbert研究发现利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(M itochondrial cytochrom ecoxidase subun itⅠ,COⅠ)基因一段长度为648bp的片段,能够在DNA水平上成功的区分物种,并且认为利用COⅠ基因从分子演化的角度,将提供一种快速、简便、可信的分...     

DNA在鸟类分子系统发育研究中的应用

鸟类分子系统发育研究中常用的DNA技术有DNA杂交、RFLP和DNA序列分析等。DNA杂交技术曾在鸟类中有过大规模的应用,并由此诞生了一套新的鸟类分类系统。在鸟类的RFLP分析中,用的最多的靶序列是线粒体DNA。DNA序列分析技术被认为是进行分子系统发育研究最有效、最可靠的方法。在DNA序列分析中,线粒体基因应用最广泛,但由于其自身的一些不足,近年来,不少学者把目光投向了核基因,将线粒体基因和核基因结合起来进行系统发育研究。目前在鸟类分子系统发育中,应用较多的核基因是scnDNA,其内含子可以用于中等阶元水平的系统研究,而外显子主要用于高等阶元的系统研究。除了分子标记自身的问题之外,鸟类分子系统发育研究中还存在着方法上的问题,包括分子标记的选择,样本数量以及数据处理等。今后鸟类分子系统发育研究应该更加注重方法的标准化。     

DNA条形码研究进展

DNA条形码是应用有足够变异的标准化短基因片段对物种进行快速、准确鉴定的新的生物身份识别系统.2003年,加拿大Guelph大学Hebert等首次正式提出了DNA条形码概念,2004年成立了生物条形码联盟,目前有来自50个国家的两百多个组织成为其成员,2007年5月加拿大Guelph大学组建了世界上第一个DNA barcoding鉴定中心,2009年1月正式启动"国际生命条形码计划",中国科学院代表中国与加拿大、美国和欧盟共同为iBOL 4个中心节点.线粒体细胞色素C氧化酶基因COⅠ具有引物通用性高和进化速率快等优点,是理想的动物DNA条形码,不过,COⅠ在植物中应用效果较差,因此,核糖体ITS序列和质体rbcL、matK和trnH-psbA等序列也相继被引入植物的DNA条形码研究.虽然DNA条形码研究还处于起步阶段,面临巨大挑战,但是,越来越多的研究表明DNA条形码可以广泛应用于生物的分类和鉴定,是一种简便、高效、准确的物种鉴定技术,已经在动物、植物和微生物等研究中取得了显著成果,是生命科学领域发展最快的学科前沿之一.本文从DNA条形码的开发、应用、国内相关文献研究现状、DNA条形码面临的挑战以及发展前景等进行了综合分析,以期推动我国DNA条形码和分类学研究的发展.     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术（DNA barcoding）是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术(DNA barcoding)是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA ANALYSIS OF EUKARYOTIC ALGAL SPECIES1

Plastid genomes of algae resemble those of terrestrial plants in form, size, and rate of nucleotide sequence change. They are circular and range in size from 73 kilobases (kb) to over 400 kb. Their many copies per cell can compose >15% of total cell DNA. Mitochondrial genomes, like plastid genomes, are present in high copy number in preparations of total algal cell DNA. Almost all known algal mitochondrial DNA genomes are relatively small, <50 kb; in some species they are linear, whereas in others they are circular. One of the persistent perplexities for phycologists is the question of what relationship two clones or two groups of organisms bear to each other. Several relatively simple techniques can reveal whether or not two organisms belong to the same clone. Total mitochondrial genome size can be compared directly between isolates, although identity in size does not necessarily mean identity in sequence. Restriction endonuclease digestion combined with probing permits comparison of DNA fragment patterns to see if there is identity or near identity between two samples. This methodology can be applied both to organelle genomes and to nuclear genomes. So far, restriction endonucleases cleave plastid and mitochondrial DNA of organisms belonging to the same gene pool into nearly identical fragment patterns, whereas organisms nearly or totally incapable of interbreeding display patterns wherein ? 50% of restriction fragments differ in position on an agarose gel after electrophoresis. Thus, organelle genomes may be the first choice for comparing both total size and restriction endonuclease fragment patterns to obtain an indication of whether two organisms are closely related. This methodology can be applied both to organisms in which interbreeding is easy to test and to the many algae in which homothallism or lack of sexual clones has precluded standard breeding analyses. With further data on variability levels within and between fertile populations, it may be possible to state with confidence whether a sample of morphologically similar organisms shares a common gene pool, even if their breeding cannot be manipulated experimentally.     

DNA拓扑异构酶Ⅰ生物学活性的比较研究

测定了3T3细胞、人和大鼠一些组织中DNA拓扑异构酶Ⅰ的活性;估计了核酸内切酶对拓扑酶Ⅰ松弛活性测定的干扰程度;发现增殖组织全细胞抽提液中酶比活高于正常分化组织,而且在异常增殖组织中酶比活的增高更为显著。     

DNA指纹在近交系动物遗传污染检测中的应用

在用ＤＮＡ指纹为建立葡萄胎动物模型选择动物的过程中,发现“三种”不同来源的ＢＡＬＢ／Ｃ小鼠的ＤＮＡ指纹出现了明显差别。与标准的保种品系Ｂ１和Ｂ２有１２ｋｂ各缺铁了一条ＤＮＡ片段,Ｂ１还缺失了６．６ｋｂ的片段,而在６ｋｂ处Ｂ１和Ｂ２都增加了一条ＤＮＡ片段。     

DNA序列的“双符三阶”图形编码

DNA的图形编码是在几何意义下,在不同位置,用不同的标记符号及不同的方向线段,对DNA的序列进行编码．DNA图形编码相对于DNA的字符编码而言,具有直观、简明、形象和便于比较局部DNA序列的相似性等特点。在分析已知各类：DNA的图形表示模式的基础上,提出一种DNA序列的“双符三阶”图形编码,并以此对一些特异DNA编码序列进行分析。DNA图形编码与DNA字符编码呈一一对应关系,具有简便易行、编译方便、形象丰富、便于比较等优点。适用于DNA短序列的相似性检测与分析,在生物信息学上有一定的应用前景。     

长穗偃麦草DNA导入小麦后代变异系醇溶蛋白的研究

应用花粉管通道技术,将抗逆性强的长穗偃麦草总ＤＮＡ导入普通小麦甘麦８号,后代中出现了广泛的变异,并筛选出两个高产、分蘖力强、抗条锈病的新品系。以这两个品系为材料,以供体和受体作为对照,研究了外源ＤＮＡ导入后籽粒醇溶蛋白的变化,发现醇溶蛋白的增加、缺失和电泳迁移率的变化,新增加的组分与供体长穗偃麦草某些组分相对应。由此推测外源ＤＮＡ导入受体后有可能某些ＤＮＡ片段插入受体基因组从而导致受体基因表达改变或基因突变。     

DNA序列的统计信息比较分析

我们从Genbank中选取灵长类、啮齿类、无脊椎类及细菌类的一部分DNA序列作了统计分析．为克服信息度量D_n的某些不足,引入了DI_1、DI_0和S三种信息统计量,得到了各大类及各类间差异的有关信息．     

湖北海棠实生树童区与成年区基因组DNA的RAPD研究

本试验以具无融合生殖特性的１４年生湖北海棠实生树为试材,对其童区和成年区的叶片基因组ＤＮＡ进行ＲＡＰＤ分析。结果显示：从１５０个引物中由Ｐ７０１从童区叶片基因组ＤＮＡ中扩增出１个约２．１ｋｂ的片段,成年区基因组ＤＮＡ中未能扩增出该片段。文中对阶段转变的机理及基因组ＤＮＡ多态性的原因作了讨论。     

DIVERSITY OF PLASTID DNA CONFIGURATION AMONG CLASSES OF EUKARYOTE ALGAE1

Information is presented concerning the overall arrangement of plastid DNA (ptDNA) in plastids of approximately 100 spp. of eukaryote algae, representing all classes. The three-dimensional arrangement of the ptDNA was assessed by study of both living and fixed material, stained with the DNA fluorochrome 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), using both phase and fluorescence microscopy. The widespread occurrence of two major types of ptDNA configuration known from prior electron microscopy studies was confirmed. These are (1) DNA densities (nucleoids) of variable size and morphology, scattered throughout the plastid, and (2) a ring nucleoid, beaded or unbeaded, lying just within the girdle lamella. Type 1 is characteristic of Rhodophyta, Dinophyta, Chlorophyta, Cryptophyta, Prymnesiophyceae and Eustigmatophyceae (with one exception). Type 2 is characteristic of Phaeophyceae, Bacillariophyceae, Raphidophyceae, Chrysophyceae (except silicoflagellates and organisms such as Synura and Dinobryon), and Xanthophyceae (with the exception of Vaucheria and three genera known to lack girdle lamellae, Bumilleria, Bumilleriopsis, and Pseudobumilleriopsis). Some of these exceptional forms, as well as Euglenophyta, have configurations of ptDNA not previously recognized. In all the configurations observed, the DNA of a single plastid could be interpreted as being in continuity. This character of plastids appears to be stable under varied conditions of growth and at differing stages of the life cycle, where examined, and has confirmed the reclassification made on other grounds of several taxonomic entities. It has also revealed new questionable classifications. Since DAPI staining is far simpler than serial sectioning for electron microscopy in revealing ptDNA architecture, use of the technique may be valuable for future studies of numerous organisms, both to help in their identification and as an aid to unravelling major taxonomic affinities. In light of the endosymbiont hypothesis, plastid characters may require as great attention as those of the remainder of the cell.     

活化石植物－－苏铁树叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸

随着分子生物学的深入发展,科学工作者对脱氧核糖核酸(DNA)的研究也更加深入。近年来发现一些植物叶绿体DNA(cpDNA)、动物线粒体DNA(mtDNA)分子中含有少数核糖核苷酸。其中对豌豆,菠菜和莴苣叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸研究较多,而且比较详细。研究这个问题,使用的方法是碱(KOH)或核糖核酸酶(RNase)处理cpDNA。如果DNA分