鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的特征以及对其分离的影响

本文根据我们对鳞翅目昆虫棉铃虫和松毛虫以及其它动物 (筏蜘蛛、朱、鳕鱼和飞蝗 )的微卫星富集性基因组DNA文库的筛选和分析结果 ,结合其它实验室已发表的资料 ,对鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的丰度和结构特点进行了较为系统的分析。结果表明 :与其它类群相比 ,尽管鳞翅目昆虫物种间存在差异 ,但其基因组中存在明显偏多的侧翼序列重复的、以多拷贝形式存在的微卫星位点 ,且其中相当一部分以基因家族的形式存在。微卫星DNA家族通常可以在序列分析阶段被识别出来 ,但很多多拷贝位点只有通过一系列后续分析才能被检查出来。这应是鳞翅目昆虫中微卫星位点的优化率相对偏低的主要原因。棉铃虫和松毛虫基因组中三相重复微卫星丰度相对较高 ,从而从某种程度上补偿了这些物种微卫星分离过程中因丰度低、多拷贝位点比例高所带来的困难。棉铃虫微卫星DNA家族侧翼序列中多聚T/A序列的存在表明 ,逆转录转座或逆转录侵染可能是在基因组中形成多拷贝微卫星位点和微卫星DNA家族的重要机制之一     

微卫星遗传标记及其在昆虫种群遗传学中的应用

微卫星是一类短串联重复的寡核苷酸序列,广泛地分散于各类真核生物基因组中,它具有多态性高、检测结果稳定可靠等特点,是目前较为理想的群体遗传研究的分子标记之一。该文阐述了微卫星DNA构成及特点,多态性形成机制、位点获得途径,列举了微卫星遗传标记在昆虫种群遗传学研究中的应用实例,并展望了该技术的应用前景。     

微卫星DNA标记技术及其在昆虫学上的应用

微卫星DNA标记作为一种多态性和稳定性高、重复性好、呈共显性的分子遗传标记技术,目前已被广泛应用于昆虫学的研究中。本文介绍了微卫星DNA标记的基本原理和特点,并综述了近年来该技术在昆虫种群遗传结构及分化、生物学特性与习性、遗传图谱的构建、基因定位以及系统发生等领域中的应用。     

中华按蚊全基因组微卫星的鉴定、特征及分布规律

【目的】中华按蚊Anopheles sinensis是我国及东南亚重要的传疟媒介。本研究在全基因组上鉴定和分析中华按蚊微卫星并注释微卫星相关基因的功能,为遗传分子标记的筛选提供依据,也为昆虫微卫星比较基因组学进一步研究提供基础。【方法】用MISA程序鉴定中华按蚊基因组微卫星;用Excel 2010统计微卫星长度,结合微卫星序列信息编写Perl脚本计算微卫星碱基含量;结合微卫星位置信息编写Perl脚本定位微卫星出现的基因区域,并对基因区的微卫星进行GO功能注释;运用WEGO比较中华按蚊和冈比亚按蚊An.gambiae含微卫星相关基因功能注释。【结果】共鉴定出105 981个微卫星,出现的密度是365.5个/Mb。其中100 391个(94.7%)微卫星是完整型微卫星,其余5 590个(5.3%)是复合型微卫星。单碱基微卫星最为丰富,共58 837个,占总微卫星数量的55.5%,其余依次是二碱基(30 345个,占28.6%)、三碱基(15 104个,占14.3%)、四碱基(1 530个,占1.4%)、五碱基(121个,占0.1%)和六碱基(44个,少于0.1%)微卫星。(A)n为最主要的微卫星,其次是(AC)n,(AG)n,(C)n,(AGC)n,(ATC)n,(ACG)n和(ACC)n,数量都在2 000个以上。中华按蚊基因组微卫星长度以10~20 bp为主(87.1%)。这些微卫星的AT含量(63%)明显高于GC含量(37%),仅三碱基微卫星的GC含量(53%)略高于AT含量(47%)。90 632个微卫星(85%)分布在基因间区,15 349个(15%)微卫星分布在基因区。在基因区,2 782个(3%)微卫星分布在外显子区,12 567个(12%)分布在内含子区。GO注释比较中华按蚊和冈比亚按蚊含微卫星的基因,发现这两个物种各小类基因所占总基因数的百分比基本一致,但电子传递类(electron carrier)基因在中华按蚊所占百分比(0.9%)明显高于冈比亚按蚊(0.1%)。【结论】这是蚊虫中首个在全基因组上系统的微卫星研究工作,为进一步通过微卫星作为分子标记开展中华按蚊种群遗传学、遗传变异、功能基因的遗传定位和调控机制研究奠定了基础,也为昆虫微卫星的多样性和进化研究积累了科学素材。     

分子生物学技术在双翅目实蝇科昆虫系统发育研究中的应用

分子生物学技术如同工酶电泳、RFLP、RAPD、核酸序列分析、微卫星DNA和探针杂交等,在实蝇科昆虫系统发育研究中具有重要作用。利用这些技术对实蝇种群进行系统发育研究,揭示其亲缘及进化关系,从生命本质上寻找实蝇种群间的内在联系。文章综述上述几种分子生物学技术在实蝇科昆虫核酸结构、种内和种间的亲缘及进化关系等方面的研究进展,分析在应用中存在的问题,展望这些分子生物学技术在实蝇科昆虫系统发育中的应用前景。     

荒漠昆虫小胸鳖甲转录组微卫星的生物信息学分析

位于蛋白质编码区及非编码区(可转录区)的微卫星是常用的一种功能分子标记。本研究以荒漠拟步甲科昆虫小胸鳖甲(Microdera punctipennis)为材料,从其转录组数据库中筛选出由1~6个碱基单元组成的简单序列重复进行分析,并对其微卫星的丰度和特征进行描述。研究显示,小胸鳖甲转录组中微卫星的分布频率为7.94%。其中,单碱基重复序列占微卫星的47.17%,是最丰富的重复序列;其次为3碱基重复序列,占39.81%,而2、4、5、6碱基重复序列分别占10.94%、0.90%、0.88%和0.29%。将小胸鳖甲转录本与同为拟步甲科的赤拟谷盗(Tribolium castaneum)编码序列进行比对,分析同源序列微卫星基元(motif)发现,二者蛋白质编码区微卫星具有高度物种特异性。对小胸鳖甲低温响应转录本和总转录本进行微卫星基元和不同长度微卫星重复次数的比较发现,它们之间没有显著性差异。对含有微卫星的冷响应基因进行基因本体论(gene ontology,GO)分析,发现主要富集到生物学过程、分子功能和细胞组分3个类群。     

东方粘虫(Pseudaletia separata(Walker))微卫星富集文库的构建与分析

根据生物素与链亲和素的强亲和性原理,用包被链亲和素的磁珠亲和捕捉与生物素标记的微卫星寡核苷酸探针(CA)15、(GA)15、(GTT)12、(GAT)12、(TAGA)8 和 (GTGA)8退火结合的含接头和微卫星序列的单链粘虫基因组DNA限制性酶切片段,获得单链目的片段.经PCR扩增形成双链后连接到pGEM-T 载体上,再转化到DH5α热感受态细胞中,首次成功构建粘虫基因组微卫星富集文库.随机抽样(16次抽样,每库共12～114个克隆)测序发现,6个文库总的微卫星阳性克隆率30.07%,CA/GAT/GTT 等3个文库的阳性克隆率达到40%以上.单次抽样最高阳性克隆率达到56%.粘虫微卫星富集文库的建立和高多态性微卫星单拷贝位点的筛选将为粘虫的生态遗传学研究、连锁图谱构建、分子进化和系统发育研究等提供大量遗传标记,对昆虫迁飞的分子生态研究也有重大意义.     

基于转录组数据高通量发掘黄粉甲微卫星引物（英文）

黄粉虫Tenebrio molitor作为理想的模式研究生物, 虽然已围绕该昆虫在多个研究领域开展了诸多研究, 但是有关其分子和遗传方面的研究仍知之甚少。为此, 本研究基于前期构建的黄粉甲转录组数据库, 成功发掘获得1 249个微卫星序列。其中, 单碱基或三碱基序重复列最多, 分别占44.44%和41.15%; A/T型重复序列出现频率最高, 占42.70%。除单核苷酸重复序列外, 重复单元的重复次数以5次最多, 占30.90%。基于鉴定获得的微卫星序列, 共设计获得1 004对微卫星引物, 而且每对引物还设计了5对替代引物。研究获得的微卫星引物将有助于今后开展黄粉甲功能和比较基因组学方面的研究。     

微卫星DNA在进化中的研究进展

在过去的十年中,微卫星已经变成最流行的基因标记之一。尽管微卫星分析已有广泛的应用,然而关于微卫星DNA变异动力学的完整的画面才刚刚浮现。文章将从微卫星的起源、微卫星进化模式的推断、DNA复制的滑动是微卫星DNA变异的主要机制、影响微卫星突变率的因素、微卫星的长度分布和微卫星的频率分布等方面综述有关微卫星进化动力学方面的研究进展。     

微卫星位点筛选方法综述

微卫星标记因其丰富的多态性和共显性等特点,已得到了广泛的应用.应用微卫星标记首先需要获得微卫星位点的序列信息,用来设计引物.获得微卫星位点的方法有多种,本文综述了获得和富集微卫星位点的常用方法.最简便、最省时的方法是从公共数据库(如EMBL、Genbank、EST数据库等)或已发表的文献中查找到微卫星位点,但只限于已经有序列数据发布的物种.第二种方法是种间转移扩增,即从相近物种的数据库中查找微卫星位点,或使用已有数据发表的遗传距离相近物种的微卫星标记.第三种方法是从基因组DNA中筛选微卫星位点,其中用于富集微卫星的方法有引物法、磁珠杂交法、尼龙膜杂交法以及RAPD技术法.