中国部分地方鸡种MHC B-G基因第二外显子的遗传多态性

根据鸡主要组织相容性复合体BG基因序列设计特异性引物,在9个中国地方鸡种和1个国外引进鸡种基因组中扩增了包括其第一内含子和第二外显子在内、长度为401bp的DNA片段。经PCRSSCP分型筛选后,对该片段的核苷酸序列进行克隆测序和直接PCR测序及比对分析,发现了31个MHCBG新等位基因;各等位基因主型所含有的亚型数及其在不同品种间的分布极不均衡。第二外显子核苷酸序列和其所编码的MHCBG抗原类IgV结构域氨基酸序列比较表明,在中国地方鸡种BG基因第二外显子的207bp序列中有37个多态性变异位点,其中简约性信息位点29个,单个位点的变异8个;等位基因间的遗传变异范围0.0013-0.1433;各变异位点的核苷酸变异指数0.206-1.462。该编码区核苷酸的异义替换率为9.26%±1.92%,高于同义替换率2.34%±0.90%。所估计的核苷酸转换数和颠换数随着遗传距离的增加而逐渐增加,当核苷酸转换数和颠换数达到平衡后,该片段核苷酸转换数的增加幅度逐渐高于颠换数。在其所编码的类IgV结构域氨基酸序列中,多态变异位点有22个,其中简约性信息位点6个,单变异位点16个;所估测的等电点为8.45,疏水性氨基酸占40.3%,亲水性氨基酸占29.9%;该序列具有明显的疏水性特点。等位基因间的系统发生分析表明,31个BG等位基因分为两个群,相同主型的等位基因首先聚类。本研究为鸡BG基因的免疫功能和遗传进化研究提供了分子依据     

喜温嗜酸硫杆菌SM-1在不同温度下基因组的可塑性

【目的】驯化得到喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)SM-1在低于最适生长温度下具有较高生长活力的突变菌株,并认知喜温嗜酸硫杆菌在不同温度下的基因组可塑性。【方法】利用实验室长期进化实验对菌株进行3个温度的驯化:37、40、45°C。运用454测序技术对驯化获得的菌株进行基因组重测序,通过比较基因组分析驯化株基因组单核苷酸位点变化(SNPs),对包含位点变化的基因从功能上进行分类,在此基础上,分析可能与温度适应性相关的基因。【结果】通过不同温度下的长期驯化,得到了在低于最适生长温度下具有较高活力的菌株;重测序结果发现,SM-1基因组具有较好的可塑性,不同温度(37、40、45°C)生长的菌株中,基因组中分别有418、384和347个核苷酸位点发生累计变化,其中3个温度下有20个相同的非同义突变位点,分别分布于编码重金属和毒性抗性系统、DNA甲基化和蛋白乙酰化酶、核酸代谢相关酶类等相关基因上;相比而言,在低于最适生长温度(37、40°C)下生长菌株特有的位点变化涉及能量代谢、信号转导以及DNA/RNA稳定性相关基因;其中,2个低温菌株共同发生位点变化的基因有3个,其中两个编码转座相关的蛋白Atc_1031与Atc_1623,另一个编码假想蛋白Atc_1130,该蛋白分别与外膜蛋白组装因子B和二硫键形成蛋白具有23%和35%的相似性。另外,不同生长温度下相关蛋白中氨基酸的组成也发生变化。【结论】喜温嗜酸硫杆菌SM-1基因组具有较好的可塑性,对于其基因组变化的研究结果为认识微生物温度适应性提供了组学数据。本研究揭示喜温嗜酸硫杆菌(At.caldus)SM-1可能通过多种途径适应向低温过渡生长,既包括微生物通用的环境适应机制,也存在菌株特有的温度适应途径。     

大肠杆菌D－木糖异构酶基因的序列分析

大肠杆菌D-木糖异构酶基因由含D－木糖操纵子的质粒px0100被克隆到pwRl3质粒上。以Bal31核酸酶逐步缩短DNA片段的方法,获得了若干个含有不同大小DNA片段的亚克隆,并在质粒上直接测定序列,从中获得了1．6kbDNA片段的核苷酸全序列。其中包括长度为1320bp编码440个氨基酸的蛋白质。此外,在其5’端尚有209个核苷酸和3’端82个核苷酸,它们分别含有核糖体结合位点SD序列和D－木糖异构酶基因转录终止区。     

鼠细胞角蛋白Endo B的核苷酸序列分析

本文报导了由编码细胞角蛋白的基因组DNA文库中筛选的克隆的特点,介绍了其亚克隆和核苷酸序列分析.序列分析发现,Endo B基因由七个外显子和六个内含子组成.Endo B 基因家族至少由一个结构基因和一个假基因组成.     

牛催乳素基因组及其cDNA全长序列的分子克隆和分析

通过LongPCR等技术首次克隆得到全长9388bp的牛催乳素（bPRL)基因组序列（GenBank登录号AF426315）,其中包括bPRL基因全部5个外显子和4个内含子,5′端854bp的上游调控区以及3′端69bp的UTR,AF426315基因编码的蛋白质在GenBank中的序号为AAL28075,由229个氨基酸残基组成,1-30位氨基酸残基为信号肽序列,成熟的多肽含有199个氨基酸残基,将bPRL基因组DNA真核表达载体转染COS-7细胞后通过RT-PCR得到长度为804bp的bPRLcDNA序列,该序列涵盖了bPRL基因的全部ORF区,证明本研究所获得的bPRL基因组DNA具有转录的生物学功能,Blast搜索结果显示,GenBank数据库中收集有多条bPRL基因的mRNA和EST序列,各序列间存在多个SNP位点,主要分布于下游编码区和3′端的UTR,这些位点均未改变相应的氨基酸残基的性质,此外,5′端编码信号肽序列的区域呈现高度保守性。     

MutPrimerDesign:用于人类基因编码区域突变位点的引物设计程序

位于基因编码区的DNA突变与基因的功能密切相关。在已知人类基因编码区的突变位点时,如何在基因组上设计引物验证该突变是一个重要的问题。本文利用Python语言开发了引物设计程序MutPrimerDesign。MutPrimerDesign通过解析人类基因组序列数据库以及基因注释信息,转换基因编码区坐标为基因组坐标,并调用Primer3的python程序包接口,可批量自动化完成基因突变位点的引物及探针序列设计。MutPrimerDesign使用简便,可识别多种数据库的基因名称,并能够修改引物常规参数,实现引物的快速调整。     

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.     

人基因组分析技术——染色体特定区域单拷贝探针群的制备

人基因组分析是一项非常巨大的工程,要完成人基因组3×10~9bp核苷酸序列分析的第一步是要完成人基因组各染色体DNA大片段克隆和物理图谱(physical map)分析。每个人染色体的平均大小为1.3×10~8bp,按照目前的YAC(Yeast Artificial Chromosome)克隆技术,覆盖一个人染色体的YAC重迭群(contig)需要约1000个YAC克隆,为了得到染色体各区段的YAC重迭群并把它们串联起来,需一系列的已在染色体上定位的DNA探针,我们称     

貂肠炎病毒的核苷酸序列和基因组结构

本试验测定了已克隆的貂肠炎病毒(MEV)复制型(RF)DNA的核苷酸序列,确定MEV基因组全长约为5064个核苷酸(nucleotides,nt),推测了3'端和5'端结构,在5'端非编码区有3个51 nt的重复。MEV基因组序列与犬细小病毒(CPV)、猫细小病毒(FPV)有很高的同源性,结构基因区的同源性分别达99.1%和99.9%,但在5'端非编码区有较大差异。MEV基因组结构与CPV和FPV基本一致,有两个大的开放阅读框架,分别编码688和722个氨基酸。在map unit(m.u.)3.7和m.u.39处有两个启动子,在m.u.97处有poly A位点。NS2、VP1和VP2的mRNA都发生剪接。     

臭柏叶绿体基因组结构与系统进化分析

以臭柏为研究材料,利用高通量测序技术对臭柏的叶绿体基因组进行测序,分析了臭柏叶绿体基因组结构特征及系统进化关系。结果表明:(1)臭柏叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区和2个反向重复区构成,但反向重复区只有261bp;基因组全长157 739bp,包含119个基因,即82个蛋白编码基因、4个rRNA基因和33个tRNA基因,其中trnI-CAU和trnQ-UUG基因有2个拷贝,其他基因均为单拷贝,且多拷贝基因中仅trnQ-UUG位于反向重复区。(2)生物信息学分析表明,臭柏叶绿体基因组共有42 579个密码子,其中编码亮氨酸Leu的数量最多,相对同义密码子使用度最高的为AGA/UUA;在臭柏叶绿体基因组中共预测到47个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸数目分别为38、1和3个;臭柏与其他刺柏属植物相比较,其基因组大小、基因组成及GC含量相近。(3)采用RAxML软件最大似然法对杨柳科、松科、蔷薇科和柏科等共31种植物构建的系统进化树表明,臭柏与刺柏属内Juniperus bermudiana亲缘关系相对较近,整个刺柏属植物分支为单系类群。该研究丰富了臭柏的遗传信息,为臭柏种质资源评价和保育、分子育种、SSR分子标记的开发、遗传多样性和群体谱系地理研究等奠定了理论基础,同时也为构建柏科植物的系统进化提供了支持。     

每期10题

1.某生物体的体细胞中,有10对同源染色体。生殖细胞里的DNA,总计约有7×10~9个脱氧核苷酸对。假设:每个基因中平均含有脱氧核苷酸1.4×10~4个。 (1)该生物的生殖细胞中,平均每个染色体上最多含有的基因数目是()。 (2)该生物的体细胞中,全部DNA共有碱基或脱氧核糖的数目是()。 A.5×10~4;B.1×10~5; C.1.4×10~(10); D.2.8×10~(10)。 2.某DNA分子有1000个碱基对,其中有600个腺嘌呤,连续复制两次,参与复制的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸有()。     

日本牙鲆主要组织相容性复合体DAB等位基因的多态性

根据牙鲆(Paralichthys olivaceus)主要组织相容性复合体(MHC)DAB基因序列设计特异性引物,在日本牙鲆基因组中扩增了包括DAB基因完整外显子2和内含子1在内的长度为408 bp的DNA片段.对该片段克隆测序后,发现了37个MHC-DAB等位基因,各等位基因的频次以及各主型中亚型数目分布都不平衡.在第二外显子273 bp核苷酸序列中有50个位点发生变异,核苷酸多样性PI值为0.0618,在编码的氨基酸序列中存在多态变异位点30个,其中简约信息位点29个,单变异位点1个.非同义替代与同义替代的比率在抗原结合区(PBR)和非PBR编码区分别为10.0和1.62,分析表明正向选择机制可能是产生牙鲆MHC-DAB多态性的主要因素.估计的核苷酸的转换和颠换数随着遗传距离的增加而增加.各等位基因间的系统发生关系表明,19个主型分为两个群.对氨基酸组分和密码子的偏倚性以及分布频率的分析表明各同义密码子的使用频率不均衡.本研究为牙鲆MHC-DAB基因的遗传进化和分子标记辅助育种的研究提供了理论基础.     

缅甸陆龟线粒体全基因组的测序及分析

本文参照近缘物种的线粒体基因组序列,设计17对特异引物,采用LD-PCR、PCR及测序技术获得了我国广西产缅甸陆龟的线粒体全基因组序列,分析了其基因组特点和各基因的定位。结果表明:缅甸陆龟线粒体基因组全长为16813bp,碱基组成为35.30%A、26.47%T、12.09%G、26.14%C,包括13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码基因控制区(D-Loop区)。缅甸陆龟线粒体基因组各基因长度、位置与典型的脊椎动物相似,其编码蛋白质区域和rRNA基因与其它脊椎动物具有很高的同源性,显示龟类线粒体基因组在进化上十分保守。将缅甸陆龟的线粒体基因组序列提交到GenBank,获得的检索号为DQ656607。本文还结合GenBank中已发表的其它16种龟鳖类动物的线粒体基因组序列,探讨龟鳖类动物不同科间的系统进化关系。     

番木瓜环斑病毒华南强株系cDNA文库的构建及其基因组3''''端区域结构的研究

以λ-ZAPⅡ噬菌体为载体,构建了番木瓜环斑病毒华南强株系(PRV-SM)基因组cDNA文库。以PCR扩增的外壳蛋白(CP)基因为探针筛选出阳性克隆。酶谱和序列分析确定,其中两个阳性克隆除重叠部分外为长达2676个核苷酸的基因组3′端区域。其中包括棱内含体蛋白b(NIb)基因的1607个棱苷酸,CP基因的858个核苷酸和基因组3′端非编码区的211个核苷酸(不包括polyA尾巴)。PRV-SM的NIb含有依赖于RNA的RNA聚合酶的8个特征性保守序列,可能是参与基因组RNA复制的核心亚基。与其他株系比较,NIb的氨基酸变化主要集中在其C端和N端。PRV-SM 3′端非编码区有一段28个核苷酸的正向重复序列,能在其内形成茎环二级结构,并且在各株系间具有高度保守性。NIb,CP和3′端非编码区的总的序列比较表明,SM株系与国外报道的其他株系亲缘关系相对较远。     

莠去津降解菌泛基因组测序及比较基因组分析

Arthrobacter aurescens TC1和Pseudomonas sp. ADP是目前莠去津降解菌的模式菌株,筛选出Microbacterium sp.HBT4,旨在挖掘这3株不同种属细菌基因组间生物学信息的异同,并预测重要基因。通过Illumina Hiseq 4000测序平台采用DNA小文库制备和测序技术,进行了泛基因组测序,使用相关软件进行基因组组分分析、基因功能注释、基因间变异检测和比较基因组学分析,将分离得到的微杆菌HBT4与模式菌株进行核苷酸组成、共线性及菌株间变异差异分析。得到该菌株基因组大小约为3.53Mb,预测到菌株HBT4编码基因3 397个、重复序列含量为1.33%、非编码RNA 63个,通用数据库基因功能注释共3 324个,专用数据库基因功能注释共1 149个,通过菌株间差异变异分析发现SNP、Small InDel和水平转移基因,未发现结构变异基因,获得该菌株特有基因中GO注释到的基因在细胞组分、分子功能和生物学进程中的数量和比例,从KEGG代谢通路富集图中发现特有基因编码的二氢硫基赖氨酸残基琥珀酰转移酶位于三羧酸循环中α-酮戊二酸和琥珀酰辅酶A的代谢通路之间。获得3个菌株核心基因组与非必需基因组比例分布、系统进化树和共线性关系,发现三者之间共有基因家族986个、菌株HBT4特有基因家族1 171个。得到的菌株HBT4与两株模式菌株相比,其基因家族之间既有相同之处,又有较大差异。     

冬虫夏草菌3个细胞核蛋白编码基因的分子进化

【目的】分析3个细胞核蛋白编码基因(csp1、MAT1-1-1和MAT1-2-1)在不同冬虫夏草菌株间的分子进化。【方法】从125个冬虫夏草样品中分别扩增csp1、MAT1-1-1和MAT1-2-1基因序列,比较外显子和内含子间以及2个交配型基因间的序列变异程度,比较基于不同基因或基因区域所构建的系统发育树拓扑结构的差异,分析3个基因承受的选择压力和DNA重组情况。【结果】3个蛋白编码基因外显子区的长度在不同菌株间高度保守,具有4.5%?5.7%的变异位点;内含子区的长度在不同菌株间相同或不同,具有1.8%?22%的变异位点。对于2个交配型基因,MAT1-1-1的碱基变异率低于MAT1-2-1。基于外显子与内含子构建的系统发育树的拓扑结构,以及基于2个交配型基因外显子构建的系统发育树的拓扑结构都存在明显差异。3个蛋白编码基因都经历着净化选择作用。基因内部的不同DNA位点间有重组,但3个基因片段之间没有明显的重组发生。【结论】由于冬虫夏草菌不同基因以及基因的不同区域表现出进化上的差异,所以在开展冬虫夏草菌进化相关的研究时,应该联合使用多个不同的基因片段。     

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。     

真核生物DNA非编码区的组分分析

在全基因组水平上,用直方图、混沌表示灰度图、距离差异度和信息熵差异度四种方法,研究了拟南芥、线虫、果蝇的DNA内含子、基因间隔区DNA、外显子三种区域的核苷酸短序列组分及组分复杂度.结果表明：a.不同基因组之间,不管基因数目多少,用4种方法得到的外显子部分其组分复杂度都比较接近,而非编码区部分的组分复杂度却很大.这一点定量地说明了物种之间的复杂程度,主要不体现在编码区部分,而体现在非编码区部分.b.同一基因组中,内含子的核苷酸短序列组分复杂度都是相似的,外显子和intergenic DNA部分的组分复杂度也是相似的.c.内含子和intergenic DNA在转录、剪切、二级结构等方面有很大的不同,但它们在核苷酸短序列组分上的差异却很小,说明内含子和intergenic DNA在转录、剪切、二级结构上的不同并不通过核苷酸短序列组分来进行限制.     

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samia cynthia ricini线粒体基因组(mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ(COX3)、tRNA-Gly和部分的NADH亚基Ⅲ(ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含789个核苷酸,编码262个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较,发现COX3基因的3′端比5′端要保守,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为66 bp的tRNA-Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是80.2%和85.6%。根据COX3氨基酸序列进行了12种无脊椎动物的分子进化树分析,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。     

狂犬病病毒aG株全基因组序列测定及遗传稳定性分析

目的探究狂犬病病毒(Rabies virus,RV)aG株全基因组序列特征及遗传稳定性。方法严格按疫苗生产工艺进行传代,提取主种子批、工作种子批及疫苗原液病毒RNA,通过RT-PCR技术扩增全基因组各片段基因,然后分别将其克隆到p GEM-T载体中,并进行序列测定;采用DNAStar软件包对aG株与Gen Bank中4aGV参考株(JN234411)以及18株基因1型RV参考株进行同源性分析。结果 aG株全基因组由11 925个核苷酸组成,共编码3 600个氨基酸。疫苗原液与主种子批全基因组核苷酸和氨基酸同源性均为100%,而工作种子批与主种子批的核苷酸与氨基酸同源性分别为99.97%和99.92%;aG株与4aGV参考株全基因组核苷酸与推导的氨基酸同源性均为99.9%,其与18株基因1型参考株核苷酸与氨基酸序列同源性分别为84.2%~97.6%和93.7%~98.3%;aG株传代病毒与4aGV参考株全基因组氨基酸序列高度保守,且各主要功能区未发生变异。结论狂犬病病毒aG株在实验室长期生产传代过程中,全基因组遗传特性稳定。