基于全基因组序列比对的枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力分析

目前,在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中已报道数量众多的枯草芽孢杆菌及其噬菌体的全基因组序列,这为我们利用全基因组比对手段研究枯草芽孢杆菌噬菌体的侵染能力提供了数据基础。本研究从NCBI基因组数据库中下载具有完整序列的枯草芽孢杆菌及噬菌体的基因组及相应的蛋白质序列,利用BLAST软件进行基因组序列比对,得出枯草芽孢杆菌与噬菌体之间的关系。通过利用R语言等软件对噬菌体侵染枯草芽孢杆菌的能力进行分析。然后利用Clustalx和Treeview软件构建进化树,得出枯草芽孢杆菌之间的亲缘性关系,最后对枯草芽孢杆菌蛋白质进行COG注释。结果表明:在65株枯草芽孢杆菌噬菌体中,Bacillus_phage_SPBc2和Bacillus_phage_ph IS3501的侵染能力最强,而Bacillus_phage_phi AGATE等3株噬菌体的侵染能力较弱。在37株枯草芽孢杆菌中Bacillus subtilis ATCC 49760的易感性较强,Bacillus subtilis RO-NN-1等8株对枯草芽孢杆菌噬菌体的抗性较强。本研究利用基因组比对的方法对枯草芽孢杆菌噬菌体侵染宿主的能力以及枯草芽孢杆的蛋白质功能进行了分析,为后续进一步研究枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力及其蛋白质功能提供参考。     

侵染人参果的马铃薯M病毒基因组全序列分析

测定了侵染人参果的马铃薯M病毒(PVMCh)基因组全序列。线状、单链正义RNA全长8526bp,含6个开读框(ORF),具麝香石竹潜隐病毒属(Genus Carlavirus)典型结构特征。序列比较表明它与其他PVM分离物各基因核苷酸和编码蛋白氨基酸序列同源性分别为62.5%～9702%和60.9%～97.4%,其中CP基因最保守,而TGB3基因变异最大。系统进化树分析表明美国爱达荷州马铃薯分离物(PVMId) (AF023877)为PVM的一个远缘株系,而其他4个PVM分离物的成簇在外壳蛋白(Coat protein, CP)和核酸结合蛋白(Nucleic acid binding protein, NABP)区域略有差异。这是PVM在人参果上侵染的首次报道。     

侵染陕西洋葱的胡葱黄条病毒基因组全序列分析

葱属植物病毒病害在世界范围内广泛发生,严重危害生产,如果要有效控制病害,首先需要明确病毒的种类及它们的分子生物学特征。Dijk根据寄主范围和血清学的差异,将全世界5700份葱属植物上发生的马铃薯Y病毒属(Potyvirus)成员区分为4个不同的种:韭葱黄条病毒(Leek yellowstripevirus,LYSV)、洋葱黄矮病毒(Onion yellowdwarf virus,OYDV)、胡葱黄条病毒(Shallotyellow stripe virus,SYSV)和大葱黄条病毒(Welsh onion yellowstripe virus,WoYSV)[1]。它们的寄主通常局限于一种或几种葱属植物,其中LYSV主要寄主为大蒜(garlic)、韭葱(le…     

利用基因组比对方法寻找大肠杆菌DH1基因组中的非必需序列

目的:寻找大肠杆菌DH1基因组中的非必需序列。方法:采用基因组比对的方法,通过软件MAUVE分别对大肠杆菌DH1与miniMG1655、miniW3110进行基因组比对,筛选得到大肠杆菌DH1基因组中的候选非必需序列,进而以基因必需性评分的方法确定非必需序列。结果与结论:通过基因组比对及基因必需性评分的方法,确定了大肠杆菌DH1基因组中64个非必需序列区域,占全基因组的26.3%。非必需序列区域的确定,为后续构建基因组减小的大肠杆菌miniDH1提供了基础。     

微生物基因组全序列分析进展

目前已测定了１３种微生物的基因组全序列，为追踪生物进化网络提供了宝贵信息，本文综述了已经取得的重要成果，并提出进一步研究的意见。     

银环蛇线粒体基因组全序列分析

根据GenBank公布的蛇类物种线粒体基因序列和已知的引物序列,总共设计和合成了9对引物.采用保真度较高的Ex-Taq酶,以总基因组DNA为模板进行PCR扩增,产物纯化后进行TA克隆和步移测序,拼接后获得了全长17 144 bp银环蛇线粒体基因组全序列.其共编码13种蛋白质、2种rRNA和22种tRNA.这些基因没有内含子,基因间排列紧密,仅有极少或完全没有核苷酸,甚至相互重叠.除了含有2个调控线粒体基因组复制和转录的控制区外,其余基因在长度和位置等方面与其它脊椎动物均具有较高的同源性.     

霍乱弧菌噬菌体VP2基因组序列的测定与分析

测定并分析了霍乱弧菌噬菌体VP2基因组序列,为VP2生物学特性和功能研究提供分子遗传学基础。为此构建了VP2DNA随机文库,鸟枪法(shot-gun)测定其全基因组序列。测序结果用软件Phrad-Prap拼接成最小重叠群(contig),引物步移法测定contigs问的缝隙(gap)序列,拼接后获得VP2全基因组序列。利用生物信息学技术分析’VP2基因组,最后对VP2和相关噬菌体做DNA聚合酶(DNA pol)基因的进化树分析。结果：VP2属短尾噬菌体科,基因组全长39853bp,为环状双链DNA,G C含量为50．56％,较高于霍乱弧菌测序菌株N16961基因组G C含量;VP2的基因组有碱基使用偏性;预测和注释了45个开放读码框(ORF),分析了DNA复制基因、衣壳蛋白和DNA包装基因、侵染相关基因。DNA pol进化树比较结果,VP2与链球菌噬菌体Cp-1和芽孢杆菌噬菌体GA-1分为一群。根据对VP2基因组序列的测定和分析预测了VP2的ORF,并分析了其中的功能基因,推测VP2在进化关系上属于噬菌体phi29样噬菌体。     

基于全基因组序列的弯曲菌特征分析

空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)和结肠弯曲菌(Campylobacter coli)是引起人类腹泻的主要致病菌。传统生化方法在鉴定弯曲菌时存在步骤多、耗时长、通量低等问题。本研究通过利用生物信息学方法对弯曲菌全基因组进行序列、基因注释、耐药基因、多位点序列分型以及CRISPR-Cas系统等分析,挖掘能够有效区分空肠弯曲菌和结肠弯曲菌的高分辨力特征。实验结果表明,空肠弯曲菌和结肠弯曲菌在基因组序列长度、GC含量、基因数量、多位点序列分型以及CRISPR-Cas系统等方面存在显著差异。同时,研究还发现了一段在空肠弯曲菌基因组中广泛存在的高分辨力CRISPR重复序列。这些特征可用于构建能够准确鉴别空肠弯曲菌和结肠弯曲菌的生物信息学方法。     

猫蛱蝶线粒体基因组全序列分析

采用PCR步移法对猫蛱蝶Timelaea maculata线粒体基因组全序列进行了测定和分析.分析结果表明:猫蛱蝶线粒体基因组全长15 178 bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为382 bp的A+T富含区,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同.猫蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量(81.1％).13个蛋白编码基因中除CO Ⅰ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.COⅡ和ND4基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均以典型的TAA、TAG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,猫蛱蝶的A+T富含区中有一段由“ATAGAA”引导的保守的多聚T结构,长度为19 bp,并散在着一些长短不一的串联重复单元.     

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.     

池蝶蚌线粒体基因组全序列分析

采用普通PCR扩增、SHOT-GUN测序、软件拼接首次获得了池蝶蚌（Hyriopsis schlegelii）线粒体基因组全序列。线粒体基因组全长为15939 bp,由13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个SrRNA基因和28个长度为1393 bp的非编码区组成;除ND3-ND5、ND4L、ATP6、ATP8、COX1-COX3、tRNA-D、tRNA-H之外,其他大多数基因在L链编码。池蝶蚌线粒体全基因组序列、蛋白编码基因、tRNA基因、rRNA基因及非编码区的A+T含量分别为60.36%、59.84%、61.7%、60.23%及62.5%,与其他淡水蚌类一致,均表现出A+T偏好性,淡水蚌类线粒体基因组长度的差异主要表现在非编码区长度的差异。池蝶蚌mtDNA的COX2-12SrRNA区域基因排列存在差异,是ND3、tRNAHis、tRNAAla、tRNASer1、tRNASer2、tRNAGlu、ND2、tRNAMet 8个基因发生重组造成。22个tRNA基因都具有典型的三叶草二级结构,tRNA-E与 tRNA-W间的非编码区含有一个ORF区,而控制区并未发现。从GenBank上下载的14种双壳纲贝类的mtDNA序列构建的系统进化树,显示池蝶蚌与三角帆蚌亲缘关系最近。研究结果为淡水珍珠蚌线粒体基因重排及进化特征提供理论依据。       

SARS冠状病毒全基因组序列初步分析

对已经完成全序列测定的12个SARS病毒基因组进行了多序列比对,发现序列主体部分29708 b具有99．82％的相同碱基,除2个序列各有5个和6个碱基的缺失外,其余部分共有42个位点核苷酸碱基的差异,其中28个位点的碱基差异可引起氨基酸残基改变。利用蛋白质二级结构和跨膜螺旋预测以及蛋白质定位等生物信息学工具,分析了这些产生氨基酸改变部位的蛋白质构像,推测了可能产生的结构和功能改变,为进一步生物学实验提供参考。所有分析结果同时在北京大学生物信息中心抗SARS网站(antisars.cbi.pku．edu．cn)上发布。     

霍乱弧菌分型噬菌体VP3基因组序列的测定与分析

测定和分析霍乱弧菌分型噬菌体VP3基因组序列,并为ElTor型霍乱弧菌两类菌株的分型方法原理提供研究基础。鸟枪法构建VP3噬菌体全基因组随机文库;测序拼接成最小重叠群,引物步移法填补缝隙序列,拼接后获得VP3全基因组序列。PCR随机扩增噬菌体DNA片段并酶切鉴定;预测可能存在的开放读码框(ORF);对VP3和相关噬菌体的DNA聚合酶基因作进化树分析,协助判定VP3的分类;对预测的部分启动子区利用报道基因进行活性分析。VP3全基因组为环状双链DNA,长度39504bp;酶切鉴定结果与序列一致。确定了49个ORF,注释了27个ORF的编码产物,其中有20个基因产物与T7样噬菌体同源,包括RNA聚合酶(RNAP)、参与DNA复制的蛋白、衣壳蛋白、尾管及尾丝蛋白、DNA包装蛋白等。DNA聚合酶(DNAP)进化树分析表明VP3与T7样噬菌体有同源性。将预测的10个启动子序列克隆到lacZ融合质粒pRS1274上,经检测均具有启动子活性。测定和分析VP3的基因组序列,基因组结构与进化树分析提示VP3属于T7噬菌体家族。     

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.     

SARS冠状病毒全基因组序列的变异分析

利用生物信息学软件分析不同地区来源的SARS -CoV全基因组序列的变异特征、碱基易变性及地区进化特点 ,结果表明 :SARS -CoV全基因组序列中 ,存在 4 77个变异位点 ,变异率为 0 .4 74‰。SARS -CoV碱基变异存在时间和地区特征。腺嘌呤和胸腺嘧啶相对于胞嘧啶和鸟嘌呤来说 ,更易发生变异。SARS -CoV全基因组序列的 5’端相对保守 ,而 3’端变异较活跃。动物来源的毒株与人源毒株具有极其密切联系。     

眼镜王蛇线粒体基因组全序列分析

参照近缘物种线粒体基因序列共设计和合成了8对引物, 结合Ex Taq-PCR、TA克隆和步移测序技术, 文章首次获得眼镜王蛇线粒体基因组全序列(GenBank登录号: EU_921899)。该基因组全长17 267 bp, 共编码13个蛋白、2个rRNA、23个tRNA-- 其中tRNA-Ile基因发生了复制, 属于一种新的蛇类物种线粒体基因排列模式, 另外还含有2个非编码的富含AT的控制区。除了8个tRNA基因和1个蛋白基因由L链编码外, 其余均由H链编码, 其中H链编码基因的A和T含量接近, 而L链上A的含量则明显高于T。基于21种蛇合并的“12S＋16S”rRNA基因序列的系统发育分析表明, 眼镜王蛇属与眼镜蛇属亲缘关系较近, 两者与环蛇属共同构成一个单系群。作为国内外眼镜王蛇线粒体基因组全序列的首次报道, 上述结果对于蛇类物种分子系统发育和进化研究具有重要意义。     

桔小实蝇线粒体基因组全序列及其分析

桔小实蝇Bactrocera dorsalis线粒体基因组全序列对研究实蝇分子系统进化具有重要意义。本研究通过DNA测序和克隆技术,对桔小实蝇mtDNA全序列进行了测定和分析。结果表明：桔小实蝇线粒体基因组全长15 915 bp（GenBank序列号: DQ845759）。基因组碱基组成为39.3%A,16.2%C,10.2%G,34.3%T,由13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码的控制区域（A+T-rich区）组成。7个蛋白编码基因和13个tRNA基因从J链编码,其余6个蛋白编码基因和9个tRNA基因从N链编码。位于J链上的蛋白编码基因具有近似的A、T含量,而位于N链上的蛋白编码基因的A的含量明显高于T的含量。以mtDNA COⅠ基因为例,比较了桔小实蝇与其他14种实蝇的亲缘关系,结果显示其与同亚属（果实蝇亚属Bactrocera）内的其他近缘种相互间的同源性很高。     

羚牛线粒体基因组全序列测定与分析

利用长距离PCR扩增法对秦岭羚牛线粒体基因组进行测序、拼接、注释并对基因组特点和羚牛系统发育进行分析。结果表明,羚牛线粒体基因组全长为16662 bp,GenBank序列号:KU361169。该基因由13个蛋白编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和1个非编码控制区组成。基因组核苷酸组成为A:33.9%,T:27.0%,C:26.3%,G:12.8%,(A+T)含量(60.9%)高于(G+C)含量(39.1%),有一定的碱基偏好。ND2、ND3、ND5基因起始密码子为ATA,其余10个蛋白质编码基因起始密码子为ATG。ND2、ND3、ND4、COⅢ基因为不完全终止密码子T,其余蛋白质基因为完全终止密码子TAA和AGA。预测了22个t RNA二级结构,共有38处错配,以GU错配为主。基于14种有蹄类动物线粒体基因组构建的系统发生树,表明羚牛与山羊亲缘关系最近,应归为羊亚科。     

乌龟线粒体全基因组序列和结构分析

龟鳖类同其它类群脊椎动物的系统进化关系一直存在争论。为进一步从分子水平上探讨这一问题,本文参照近源物种的线粒体基因组,设计了16对特异引物,采用PCR产物直接测序法测得了乌龟线粒体基因组全序列。结果表明:乌龟线粒体基因组序列全长16576bp,包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个蛋白质编码基因和1个非编码控制区。乌龟线粒体基因组结构和基因排列顺序与其它龟鳖类相同,在“WANCY区”包含一个“stemloop”结构,ND3基因174位点存在一个额外插入的腺苷酸(A)。本文通过比较分析结构基因在主要脊椎动物类群中的排列顺序,探讨了龟鳖类与其它主要脊椎动物类群的系统进化关系