Genome sequence and description of Nesterenkonia massiliensis sp. nov. strain NP1T

Nesterenkonia massiliensis sp. nov., strain NP1^T, is the type strain of Nesterenkonia massiliensis sp. nov., a new species within the genus Nesterenkonia. This strain, whose genome is described here, was isolated from the feces of a 32-year-old French woman suffering from AIDS and living in Marseille. Nesterenkonia massiliensis is a Gram-positive aerobic coccus. Here, we describe the features of this bacterium, together with the complete genome sequencing and annotation. The 2,726,371 bp long genome (one chromosome but no plasmid) contains 2,663 protein-coding and 51 RNA genes, including 1 rRNA operon.     

丝兰属6种植物叶绿体基因组特征分析

为了理清丝兰属（Yucca）叶绿体基因组特征和序列变异情况,进行丝兰属植物叶绿体比较基因组学分析,并构建基于叶绿体基因组的系统发育树。利用高通量测序技术获得无刺龙舌兰（Y. treculeana）叶绿体基因组序列,结合丝兰属现已发表的叶绿体基因组,使用生物信息学方法对6种丝兰属植物叶绿体全基因组进行基本结构、重复序列、边界收缩与扩张以及序列变异分析等在内的比较基因组学研究,并进行系统发育分析。结果表明：6种丝兰属植物叶绿体基因组大小、基因的类型及数目相近,种间基因组结构比较保守;从丝兰属植物叶绿体基因组中检测到多条重复序列,其中SSR位点多是由单核苷酸、双核苷酸和四核苷酸组成,且偏好使用A、T碱基;根据核酸多态性指数π≥0.008,在6种丝兰属植物叶绿体基因组中筛选出了psbK-psbl-trnS-GCU、rpl20-rps12和ccsA-ndhD 3个高变异区域;基于叶绿体全基因组和LSC+SSC区序列构建的系统发育关系基本一致,确定了6种丝兰属植物间的系统发育关系,其中无刺龙舌兰与克雷塔罗丝兰（Y. queretaroensis）的亲缘关系最近。本研究测序获得了无刺龙舌兰叶绿体基因组,揭示了6种丝兰属植物叶绿体基因组特征和序列变异情况,明确了各物种间的亲缘关系,研究结果可为后续丝兰属植物分子标记开发及系统发育研究提供参考。     

Genome Comparison and Phylogenetic Analysis of Orientia tsutsugamushi Strains

Orientia tsutsugamushi (OT) is an obligate intracellular bacterium belonging to the family Rickettsiaceae and is the causative agent of scrub typhus, or Tsutsugamushi disease. The complete genome sequences of two OT strains (Boryong and Ikeda) have recently been determined. In the present study, we performed a fine genome sequence comparison of these strains. Our results indicate that although the core gene set of the family Rickettsiaceae is highly conserved between the two strains, a common set of repetitive sequences have been explosively amplified in both genomes. These amplified repetitive sequences have induced extensive genome shuffling and duplications and deletions of many genes. On the basis of the results of the genome sequence comparison, we selected 11 housekeeping genes and carried out multilocus sequence analysis of OT strains using the nucleotide sequences of these genes. This analysis revealed for the first time the phylogenetic relationships of representative OT strains. Furthermore, the results suggest the presence of an OT lineage with higher potential for virulence, which may explain the clinical and epidemiological differences between ‘classic’ and ‘new’ types of Tsutsugamushi disease in Japan.     

1株梅花鹿源狂犬病街毒株全基因组测序与分析

对1株梅花鹿源性狂犬病街毒株(DRV)进行全基因组克隆,对全长cDNA进行测序分析.RT-PCR扩增克隆覆盖全基因组9个重叠基因片段,基因组3'和5'末端采取3,-RACE和5'-RACE方法,9个重叠基因片段序列拼接得到DRV全基因组cDNA序列,共11 863个核苷酸.DRV毒株全基因组构成与其他狂犬病毒基因组构成相似,由5个编码区组成,基因起始位点和终止位点高度保守,在核蛋白和糖蛋白的重要抗原位点有个别氨基酸发生变异,对已完成全基因组测序的几个基因1型毒株分别进行了N、P、M、G、L基因核苷酸及氨基酸的同源性比较.与其他具有代表性的毒株进行N基因序列比较建立的系统进化树表明,DRV毒株属于基因1型,与中国人用疫苗株3aG同源性最高为94%,与分类位置未确定的北高加索毒株(WCBV)的同源性最低为71%.本研究结果可为狂犬病毒各项分子生物学研究提供理论参考.     

山羊草属异源多倍体植物基因组进化的ＲＡＰＤ分析

和２４个随机引物对山羊草属（Ａegilops L.)异源多倍体物种对其祖先二倍体物进行ＲＡＰＤ分析,对扩增出的３１３条带进行聚类分析发现,含Ｄ基因组的多倍体与二倍体祖先Ａe.squarrosa(DD)在聚类图上聚为一支;除Ａe.juvenalis(DDMMUU)聚到上一支外,含Ｕ基因组的多倍 与二倍体祖先Ae.umbellulata(ＵＵ）在聚类图上聚为另一支;多倍体与其他二倍体均不聚在一起,表明多倍体分别与Ａe.squarrosa(DD)、Ae.umbellulata(UU)具有较近的亲缘关系,这说明多倍体开之后,Ｄ和Ｕ基因组变化较小,而其他基因组则发生了较大的变化。     

赤狐线粒体全基因组及系统发育分析

测定了赤狐的线粒体基因组全序列,总长度为16 723 bp,碱基组成为：31.3% A、26.1% C、14.8% G、27.8% T。和大多数哺乳动物一样,赤狐的线粒体全基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因、22个转运RNA基因和1个控制区。除ND3基因起始密码子为不常见的ATT外,赤狐与北极狐、狼、家犬、郊狼的线粒体蛋白质编码遵循相同模式。在控制区的保守序列区段1和2之间发现一段较长的富含AC的随机重复序列。为了验证赤狐与其他犬科动物的系统发育关系,利用12个重链蛋白质编码基因,分别通过邻接法和最大简约法构建了系统发育树。结果表明：赤狐与北极狐是姐妹群,它们在犬科中都属于赤狐型分支,而灰狼、家犬和郊狼则属于狼型分支,与现有的系统进化研究结果一致。     

Comparative Restriction Enzyme Analysis of the Genome in Variola Virus Strains from the Russian Collection

Comparative RFLP analysis was for the first time performed for 21 variola virus (VARV) strains of the Russian collection with 20 amplicons covering the total VARV genome. The amplicons were synthesized in the long polymerase chain reaction. A database useful as a reference for identifying VARV strains was generated. VARV strains isolated in different geographical regions were compared and proved to vary mostly in variable genome regions. Each of the dendrograms constructed included three clusters of African, Asian, and VARV-alastrim isolates. The VARV-alastrim isolates differed to the greatest extent from the other strains. VARV strains isolated during an ecdemic variola burst in Moscow (1960) grouped with Asian isolates. Polymorphism of VARV strains was for the first time observed for a single variola burst with a few affected patients.     

鸭圆环病毒全基因组克隆与序列分析

为研究鸭圆环病毒全基因组的分子生物学特性,运用重叠PCR技术从鸭组织脏器提取的DNA中扩增出2条核苷酸序列,拼接后对其核酸组成、基因组结构及病毒的遗传变异进行分析.结果表明所获病毒核酸为大小1 995nt的环型DNA,包含6个ORF,与登录在GenBank中克隆株MuDCV(AY228555)的同源性高达97.4%,可见所扩增的核酸序列为鸭圆环病毒基因组序列.     

WLL-1株博卡病毒(Bocavirus)全基因组序列分析

儿童下呼吸道感染已成为当前儿科发病率最高的一种疾病,而病毒是小儿下呼吸道感染的重要原因。临床上有相当比例的小儿下呼吸道感染病因未能作出明确的实验室诊断,给临床诊断与治疗带来了较大的困难。小儿下呼吸道感染可以由不同病毒引起,其中包括呼吸道合胞病毒、流感病毒、腺     

社鼠（Niviventer confucianus）线粒体基因组全序列分析

社鼠（Niviventer confucianus）属于啮齿目（Rodentia）、鼠科（Muridae）、白腹鼠属（Niviventer）,关于该物种的分子系统学研究极少。为获取社鼠线粒体基因组全序列,提取其基因组总DNA,参照近缘物种线粒体基因组全序列设计34对特异性引物,利用PCR扩增全部片段后进行测序,之后对其基因组组成及结构特点进行了初步分析。结果表明,社鼠线粒体基因组全序列长16 281 bp（GenBank收录号：KJ152220）,包含22个tRNA基因、13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和1个非编码控制区;基因组核苷酸组成为34.0%A、28.6%T、24.9%C、12.5%G。将所得序列与社鼠近缘物种（川西白腹鼠、小家鼠、褐家鼠）的线粒体全基因组进行比较,结果显示,四个物种的线粒体基因组虽然在基因组大小、部分tRNA二级结构、部分蛋白质编码基因的起始或终止密码子及控制区长度和碱基组成上有差异,但基因组结构和序列特征方面都具有较高的相似性。四个物种线粒体全基因组间的遗传距离显示,社鼠与川西白腹鼠距离最近,而与小家鼠距离最远。该研究为利用线粒体全基因组信息进行啮齿类分子系统学研究提供了有价值的资料。     

Comparative Analysis of Nucleic Acid and Protein Primary Structures

The review considers the original works on the primary structure of biopolymers carried out from 1983 to 2003. Most works were supported by the Russian program Human Genome and earlier similar Russian programs. Little-known publications of 1983–1993 and recent unpublished results are described in detail. In the field of genome comparisons, these concern the OWEN hierarchic algorithm aligning syntenic regions of two genome sequences. The resulting global alignment is obtained as an ordered chain of local similarities. Alignment of megabase sequences takes several minutes. The concept of local similarity conflicts is generalized to multiple comparisons. New algorithms aligning protein sequences are described and compared with the Smith–Waterman algorithm, which is now most accurate. The ANCHOR hierarchic algorithm generates alignments of much the same accuracy and is twice as rapid as the Smith–Waterman one. The STRSWer algorithm takes into account the secondary structures of proteins under study. With the secondary structures predicted using the PSI-PRED software for pairs of proteins having 10–30% similarity, the average accuracy of alignments generated by STRSWer is 15% higher than that achieved with the Smith–Waterman algorithm.     

一株新的沙门菌烈性噬菌体IME-SAL1的分离、全基因组测序和比较基因组分析

目的:分离鉴定一株沙门菌的烈性噬菌体,观察其形态大小,完成全基因组测序,分析其基因组结构和进化关系,为治疗沙门菌感染提供新的策略和实验依据。方法:以沙门菌SAL95作为指示菌从医院废水中分离噬菌体,分离到的噬菌体经浓缩和纯化后采用透射电镜观察其形态大小,提取噬菌体的基因核酸并完成全基因组高通量测序,分析其全基因组的结构特征,通过比较基因组分析研究其进化关系。结果:从解放军307医院未经消毒处理的废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体。电镜观察显示,该噬菌体头部呈立体对称,有一不收缩的长尾。其基因组全长113 183 bp,比较基因组分析确定该噬菌体为一株新的沙门菌噬菌体,命名为IME-SAL1。结论:从医院废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体IME-SAL1,研究了该噬菌体的分类、基因组结构、进化关系,可为其实际应用提供参考。     

人类基因组突变热点区的简并度特异基因

突变热点区域是基因突变相对集中的区域,在生物的遗传和变异中有特殊的地位.针对特殊条件下发生突变形成的突变热点区域进行了相关研究.而人类基因组序列的测定和人类基因框架图的绘制,为在全基因组范围内进行突变热点研究提供了条件.分析了人类基因组中2 831个基因突变热点区域上简并度的性质,对突变热点区集中在高简并度区或者低简并度区的基因生物学功能进行了分析和分类.研究的焦点集中在某类功能的基因简并度特性一致的情况上.对搜集到的基因简并度特性利用聚类计算进行分析,找到了一些特殊的功能类,属于其中某类功能的基因能够通过聚类分析聚合到一起,从而说明简并度特性也是相近的,这为从基因的简并度特性预测表达物的功能提供了线索.     

皱边喉毛花及其近缘物种的叶绿体基因组结构与进化分析

为重建喉毛花属下系统发育关系,明晰属下皱边喉毛花及其近缘种之间的物种关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对12 个叶绿体基因组进行双末端测序,获得大量高质量的Clean reads用于后续生物信息学分析。结果表明：（1）喉毛花属下物种的基因组差异较小,均在150 kb左右,基因总数为131 个,其中编码基因81 个。IR区核苷酸多态性比SC低,编码区比非编码区更保守。（2）进化分析结果显示,几乎所有的编码基因受到纯化选择的作用。（3）密码子偏好性分析表明有35 个密码子的RSCU值均大于1,说明使用这些密码子的频率较高,各项密码子偏好性衡量指标说明喉毛花属物种的密码子偏好性较弱。（4）系统发育分析表明CDS、密码子位置与基因间隔区数据集构建的系统发育树具有高度一致的拓扑结构,大部分分支的支持率高。这些结果表明皱边喉毛花及其近缘种的叶绿体基因组无明显差异,在系统发育树上无法按物种聚类,也为后续展开喉毛花属下群体遗传学研究提供科学依据。     

新分离的副粘病毒Tianjin株的全基因组序列分析

副粘病毒Tianjin株是一株对普通棉耳狨猴具有高致病性,并可能与人类下呼吸道感染密切相关的毒株.为了明确其基因结构、变异特点及种系进化地位,采用RT PCR、测序和拼接,获得了副粘病毒Tianjin株全基因组序列,与GenBank登录的副粘病毒科7个属和尚未分类的28株病毒及7株仙台病毒代表株,进行同源性比较及系统进化分析.结果表明,副粘病Tianjin株属于副粘病毒科、副粘病毒亚科、呼吸道病毒属,与仙台病毒关系最近.基因组全长及组成规律与仙台病毒相似,只是L基因末尾A15240C变异而使L蛋白增加了一个谷氨酸残基.副粘病毒Tianjin株存在440个独特的核苷酸变异位点,导致110个氨基酸残基的改变,系统进化上构成独立的分支.副粘病毒Tianjin株在基因组序列、宿主亲嗜性和致病性等方面与已知仙台病毒存在较大的差异,可能代表仙台病毒的一个新基因型.     

贝叶斯一致性分析法在全基因组系统发生树分析上的应用

构建系统发生树时,其拓扑结构会在不同的基因组区域产生不一致性。对此问题,贝叶斯一致性分析法(BCA)可在全基因组规模上进行系统发生树分析,并进而对不一致性信息进行量化统计。采用此方法对由C3H/Hu小鼠(Mus musculus)和129Sv小鼠回交多代产生的129S1小鼠进行系统发生树分析,输入相应的一组序列文件,用若干生物信息学软件(如VCFtools,Repeat Masker,PAUP*4.0,Mr Model Test,Mr Bayes等)对其进行屏蔽重复序列、序列比对等处理,辅以Perl语言脚本,最终得到全基因组范围不同区段系统发生树不一致信息。在小鼠10号染色体的所有99个基因座中,支持129S1和129Sv品系小鼠为姐妹关系的拓扑结构占了84.7%(后验概率最高),这证明了C3H/Hu小鼠对129S1小鼠基因组的贡献程度较小。结果表明,贝叶斯一致性分析法有助于基因组不同区段进化历史的研究。     

池蝶蚌线粒体基因组双单性遗传现象分析

部分双壳贝类的线粒体遗传方式不同于标准的母系遗传(SMI),被称为双单性遗传现象(DUI)。池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)是淡水双壳贝类,是否存在双单性遗传现象?本文采用普通PCR扩增、SHOT-GUN测序及软件拼接获得了雄性池蝶蚌线粒体基因组(以下简称Hs-mtDNA)全序列,并与本实验室已报道的雌性池蝶蚌线粒体基因组全序列进行差异性分析。结果表明,雄性和雌性Hs-mtDNA全长分别为15961 bp和15939 bp,雄性比雌性长22 bp,雌雄线粒体基因组成与排列顺序一致。各蛋白编码基因的碱基数目均一致,碱基转换率为1.01%～7.34%,颠换率为0.00%～0.62%,氨基酸差异率为0.00%～9.35%;其中,COX1基因变异率为2.72%;COX2基因碱基变异率最高,达7.50%,雄性COX2的3'末端没有出现编码延伸区。雄性12S rRNA基因发生5 bp的碱基转换,差异率为0.6%;16S rRNA基因比雌性长9 bp,碱基差异率仅为1.2%。雌雄tRNA-His均位于H链上,介于COX2与ND3之间,没有出现位置的差异性。雌雄Hs-mtDNA的非编码区共有28个1～393 bp的片段,但未见控制区。在tRNA-Glu与tRNA-Tyr间有一段长393 bp的非编码区存在蛋白质翻译功能,但非雄性特异性蛋白。以COX1基因建立系统进化树,池蝶蚌和三角帆蚌(H.cumingii)聚在一起,而含有双单性遗传现象的无齿蚌属的Pyganodon grandis、小方蚌亚科的Venustaconcha ellipsiformis及小方形蚌属的Quadrula quadrula三者雄性聚为一支,雌性聚为一支。因此,雌雄池蝶蚌线粒体存在一定的差异性,但其差异要比其他具有双单性遗传现象的淡水双壳类小得多,且池蝶蚌线粒体遗传可能不存在双单性遗传现象。     

茜草叶绿体全基因组序列及其系统发育分析

以茜草科(Rubiaceae)植物茜草(Rubia cordifolia L.)为研究对象,采用Illumination高通量测序技术对其叶绿体全基因组进行测序,并运用MAGA11等生信学工具进行全基因组解析及系统发育分析。结果表明,(1)茜草叶绿体基因组呈典型的四分环状结构,总GC含量37.2%,长153 959 bp,其中包含大单拷贝(LSC)区83 844 bp、小单拷贝(SSC)区17 083 bp和2个反向重复(IR)区26 516 bp;共注释得到124个基因,包括79个蛋白质编码基因、37个tRNA和8个rRNA。(2)序列共鉴定到169个SSR位点,以A、T组成为主,包括129个单核苷酸、18个双核苷酸、11个三核苷酸、9个四核苷酸和2个五核苷酸,六核苷酸SSR未检测到;边界分析显示,茜草叶绿体基因组LSC区差异性最大,变异程度最高,而IRa区则差异性最小,最为保守。(3)最大似然法(ML)构建系统发育树显示,样品茜草与同属植物Rubia horrida以100%支持率聚为一类,茜草亚科、仙丹花亚科与金鸡纳亚科聚为姐妹类群,证明茜草科植物在进化过程中保守发育。