黄毛纺蚋线粒体基因组全序列测定与分析

利用PCR步移法对黄毛纺蚋的线粒体基因组全序列进行了测定和分析。黄毛纺蚋线粒体基因组全长15904 bp(Gen Bank序列号KP793690),包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为939 bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.1%、35.8%、10.4%、14.7%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知双翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COI以TTG作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COI和ND4L以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。     

大紫蛱蝶线粒体基因组全序列分析

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析。分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15233bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.7%、40.2%、12.2%、7.9%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNA Ser(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区。     

ANALYSIS OF COMPLETE MITOCHONDRIAL GENOME OF SASAKIA CHARONDA COREANA (LEPIDOPTERA, NYMPHALIDA)

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析.分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15 233 bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区.A、T、C、G碱基含量分别为39.7％、40.2％、12.2％、7.9％.9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同.13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子.在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer (AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构.与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区.     

一种石磺科贝类线粒体基因组全序列分析

石磺线粒体基因组全序列对研究石磺科分子系统进化具有重要意义。利用LA-PCR技术对一种石磺Platevin-dexmortoni线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,线粒体基因组序列全长13 991 bp,碱基组成分别为27.27%A、16.78%C、20.23%G、35.72%T;由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和25个长度为2-118 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和5个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为GTG以外,均为典型的起始密码子ATN。ND2和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer和TrnaAsn缺少DHU臂,tRNASer和tRNAThr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有两个类似于的tRNAGln和tRNAPhy的二级结构。     

鳙的线粒体基因组核苷酸全序列分析

对采集自我国长江的鳙的线粒体DNA全序列进行了测定.结果表明,鳙的线粒体DNA全长为166221 bp,其碱基因组成为A=31.6%;C=27.1%;G=16.0%;T=25.3%,A+T含量为56.9%.鳙线粒体基因组的排列、结构和组成与其它鲤科鱼类相似,包括37个基因,即13个蛋白质编码基因,2个rRNA基因,22个tRNA基因和一个非编码控制区(D-loop).在13个蛋白编码基因中,除ND6由轻链编码外,其余12个基因均由重链编码.COI基因的起始密码子为GTG,而其它12个蛋白编码基因的起始密码子均为ATG.     

萧氏松茎象线粒体基因组全序列测定与分析

象甲是鞘翅目中物种最丰富的类群, 目前关于其线粒体基因组全序列的研究还未见报道。本研究利用长距PCR和引物步移法对萧氏松茎象Hylobitelus xiaoi Zhang线粒体基因组全序列进行了测定。结果显示： 萧氏松茎象线粒体基因组序列全长16 123 bp（GenBank登录号为JX847496）, 共编码37个基因和1个非编码的控制区, 基因次序与典型的六足动物线粒体基因排列一致, 未发现基因重排现象。在基因组中两个值得注意的发现分别是： 1）N链上存在1个额外的trnV-like序列, 反密码子为GAC, 长度为69 bp, 其中65 bp与J链上的trnD重叠; 2）trnS^UCN和nad1之间存在1个长度为232 bp的基因间隔区。全部13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN, 9个蛋白质编码基因的终止密码子为TAA, 其余4个蛋白质编码基因中, nad1和cox2的终止密码子为TAG, nad4和nad5则以不完整的终止密码子T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余的tRNAs均可形成典型的三叶草结构。而trnS^AGN的反密码子由TCT替代GCT, 反密码子臂延长形成9 bp（中间含1个碱基突起）, TΨC臂由正常的5 bp变为6 bp, DHU臂缩短仅1 bp, 各个臂之间没有连接碱基。线粒体控制区中包括10处长度不少于5 bp的poly-T（最长poly-T长度为14 bp）和2处微卫星样重复序列 (TA)₆和(TA)₉。本研究结果为探讨象甲总科在鞘翅目中的系统学地位及其与其他总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。     

斑翅草螽线粒体基因组序列测定与分析

已经测定的昆虫线粒体基因组中, 直翅目草螽亚科的疑钩额螽Ruspolia dubia线粒体控制区长度最短, 仅70 bp。为此, 本研究采用L-PCR结合二次PCR扩增策略对另一种草螽亚科昆虫斑翅草螽Conocephalus maculates线粒体基因组序列进行了测定。序列注释发现: 斑翅草螽线粒体基因组序列全长15 898 bp, A+T含量为72.05%, 基因排列与典型的节肢动物线粒体基因组一致。全部蛋白质编码基因以典型的ATN作为起始密码子, 9个蛋白质编码基因具有完整的终止密码子, 其余4个以不完整的T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余21个tRNAs均可折叠形成典型的三叶草结构, 依照Steinberg等(1997)线粒体特殊tRNA结构类型-9, trnS^AGN的DHU臂形成一个7 nt环, 反密码子臂则长达9 bp, 含1个突起碱基, 而不是正常的5 bp。斑翅草螽与其他直翅目昆虫线粒体基因组的主要区别在于, 在trnS^UCN和nad1, nad1和trnL^CUN基因间各存在一段罕见的、大段的基因间隔序列, 长度分别为78 bp和360 bp。其中, 位于nad1和trnL^CUN之间的基因间隔序列N链可形成一个包含完整起始、终止密码子(ATT/TAA)、编码103个氨基酸的未知开放阅读框。同义密码子使用偏好与线粒体基因组编码的tRNA反密码子匹配情况无关, 但与密码子第3位点的碱基组成紧密相关; 相对密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)大于1的密码子, 其第3位点全部是A或T。在已经测定的直翅目昆虫线粒体基因组tRNAs中, 均存在一定数量的碱基错配, 且以G-U弱配对为主, 表明G-U配对在线粒体基因组中可能是一种正常的碱基配对形式。本研究测定的斑翅草螽线粒体基因组序列, 和先前已经测定的直翅目线粒体基因组序列一起, 可以为重建直翅目的进化历史提供数据资源。     

小长蝽线粒体基因组全序列测定与长蝽总科系统发育分析

为了解小长蝽Nysius ericae(Schilling)线粒体基因组结构及长蝽总科的分子系统发育关系。本试验采用Illumina MiSeq测序平台对小长蝽线粒体基因进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析,利用最大似然法和贝叶斯法构建基于12种长蝽总科昆虫线粒体全基因组核苷酸序列的系统发育树。小长蝽线粒体基因组全长为16 330 bp(GenBank登录号：MW465654),基因组包括13个蛋白编码基因(PCGs),22个tRNA基因,2个rRNA基因和1段非编码控制区。11个蛋白质编码基因的起始密码子为典型的ATN;cox1,nad4l的起始密码子为TTG。cob的终止密码子为TAG,其余蛋白编码基因的终止密码子为TAA。只有trnS1缺少DHU臂,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。12种长蝽总科昆虫线粒体全基因组序列构建的昆虫系统发育树结果显示,小长蝽与Nysius plebeius具有更近的亲缘关系,且与传统形态学分类基本一致。小长蝽线粒体基因组符合长蝽总科线粒体基因组的一般特征。结果表明小长蝽与N.plebeius的亲缘关系更近。     

两种纺织娘线粒体基因组的比较分析

目前关于螽斯科昆虫的线粒体基因组全序列及其分子进化的研究报道很少。本研究利用L-PCR技术结合嵌套步移PCR扩增获得纺织娘Mecopoda elongata和日本纺织娘M. niponensis的线粒体基因组全序列, 同时对二者之间的碱基组成和结构特点进行了比较分析。结果显示： 纺织娘线粒体基因组（GenBank登录号JQ917910）序列全长15 284 bp, A+T含量71.8%; 日本纺织娘线粒体基因组（GenBank登录号 JQ917909）序列全长15 364 bp, A+T含量72.4%; 2种纺织娘序列长度差异主要是控制区长度不同引起（纺织娘控制区长294 bp, 日本纺织娘控制区长393 bp）。2种纺织娘基因组基因含量、 相对位置及转录方向均与其他已报道的螽斯科昆虫一致, 未发现基因重排现象; 基因组中均存在较长的间隔序列, 在trnA/trnR之间的间隔序列长度分别为63 bp与68 bp, 在trnQ/trnM之间的分别为55 bp和26 bp, 在trnS^UCN/nad1之间的均为21 bp。而最长的基因重叠区域在2种纺织娘trnC/trnW之间均为8 bp, 在atp8/atp6和nad4L/nad4L之间均为7 bp。蛋白质编码基因的碱基组成和密码子使用均具有明显的偏倚性; 除nad1和nad2以特殊的TTG作为起始密码子, cox1使用特殊的起始密码子ATGA外, 其余的10种蛋白质编码基因均使用典型的ATN作为起始密码子。在tRNA基因中, 除trnS^AGN外, 均能折叠形成典型的三叶草形二级结构。在这些tRNA基因中均存在一定数目的以G-U错配为主的碱基错配, 类似现象同样存在于其他已测定的六足动物线粒体基因组中, 表明G-U配对在线粒体基因组中很可能是一种完全正常的碱基配对方式。基因组中控制区的A+T含量略低于线粒体基因组的其他区域, 表明高A+T含量并不是该区域的必要特征。本研究结果为螽斯科系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

短尾蝮蛇线粒体基因组全序列分析

参照近缘物种的线粒体基因序列设计并筛选得到8对引物,结合TA克隆和步移测序获得了全长17227bp的短尾蝮蛇线粒体基因组全序列.与多数蛇类线粒体基因组类似,其共编码包括13个蛋白、2个rRNA和22个tRNA在内的37个基因,另外还包含2个非编码的富含AT的控制区.基因间排列紧凑,多数基因间间隔极短甚至发生重叠.除nad1、cox1和nad3外,多数蛋白编码基因均以ATG作为起始密码子,终止密码子的使用则存在TAA、AGA、AGG和不完全的T4种情况.基于合并的19个tRNA基因序列组合数据采用NJ、MP和ME3种算法对21种蛇进行了初步的系统发育分析,结果表明,各主要分类单元之间的亲缘关系与前人基于形态学、线粒体12SrRNA和cytb基因序列研究的结论完全一致,这证实了基于合并的线粒体tRNA基因序列进行蛇类物种DNA分子系统学研究的可行性.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism