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。     

缅甸蟒线粒体基因组全序列测定与分析

采用LA-PCR(long and accurate PCR)、巢式PCR及TA克隆测序技术,首次获得缅甸蟒Python bivittatus线粒体基因组全序列(GenBank登录号NC_021479)。分析结果表明:缅甸蟒线粒体全长17 617 bp,与其它多数蛇类线粒体基因组结构相似,由13个蛋白编码区、2个rRNA、22个tRNA和双控区组成,基因间排列紧凑;与蟒属其它物种相比,缅甸蟒线粒体在氨基酸数目上存在增减现象;tRNA中tRNA-Cys长度最短,只有57 bp,二氢尿嘧啶环无配对的茎区;缅甸蟒在两个控制区各存在3个相同的串联重复,可能是造成个体间相差87~89 bp的原因。     

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.     

瓦氏黄颡鱼线粒体全基因组序列分析及系统进化

鲿科鱼类种类繁多, 外形相似, 形态学分类较为困难。为了给鲿科鱼类乃至鲇形目鱼类的系统进化研究积累基础资料, 文章采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法, 利用16对引物对瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)线粒体全基因组进行扩增, PCR产物转化到质粒后测序, 最终获得线粒体基因组全序列, 其全长为16 527 bp, 包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个编码蛋白质基因和一个非编码控制区。瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)线粒体基因组结构和基因排列顺序与现已公布的鲇形目鱼类完全一致, 序列分析表明, 与鲇形目其他种属间具有较高的同源性, 与拟鲿属的同源性最高(91%)。利用鲇形目共4科6属9种及3个外群的线粒体全基因组序列, 从线粒体基因组水平探讨了鲿科鱼类及其在鲇形目的系统进化地位, 结果表明: 鲿科鱼类的瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)及越南拟鲿(Pseudobagrus tokiensis)构成一单系群; 拟鲿属与黄颡鱼属的关系较近; 黄颡鱼属中瓦氏黄颡鱼(P. vachelli)与光泽黄颡鱼(P.nitidus)的关系近于黄颡鱼(P. fulvidraco)。     

北京鸭线粒体基因组全序列测定和分析

线粒体DNA作为遗传标记,已在家鸡(Gallus gallus)和家鹅(Anser anser)的研究中取得了重大进展,而对家鸭(Anas platyrhychos domesticus)的研究却很少.本研究参照近源物种线粒体基因组序列设计15对引物,通过PCR扩增、测序、拼接,获得北京鸭(A.platyrhychos)线粒体基因组全序列,初步分析其特点和各基因的定位.结果显示,北京鸭线粒体基因组全长16 604 bp,碱基组成为29.19%A、22.20%T、15.80%G、32.81%C,包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop),基因组成及排列顺序与其他鸟类相似.基于线粒体D-loop区全序列,用N-J法构建了7种雁形目鸟类系统进化树,结果表明,北京鸭与绿头鸭(A.platyrhychos)系统进化关系较近.     

广西华珊瑚蛇线粒体基因组全序列测定与分析

本研究对眼镜蛇科广西华珊瑚蛇（Sinomicrurus peinani）线粒体基因组序列进行测定与分析,并探究其与近缘种的系统发育关系。结果表明,广西华珊瑚蛇线粒体基因组是一条全长19 477 bp的环状DNA,基因组碱基构成为A（33.4%）、T（28.1%）、C（26.6%）和G（11.9%）。共编码38个基因,包含2个核糖体RNA（rRNA）基因、22个转移RNA（tRNA）基因、13个蛋白质编码基因及1个线粒体基因控制区（D-loop）。13个蛋白质编码基因均采用AUG作为起始密码子,UAA和UGA作为终止密码子;蛋白质编码基因编码频率较高的氨基酸分别为亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苏氨酸（Thr）和丝氨酸（Ser）;相对密码子使用度（RSCU）频率最高的4个密码子依次是CGA、UGA、CUA和CCA。22个tRNA,除tRNASer（一臂两环）外其他均可形成典型三叶草结构。基于眼镜蛇科线粒体基因组系统发育分析结果表明,与广西华珊瑚蛇关系最密切的是中华珊瑚蛇（Sinomicrurus macclellandi）,其次是孟加拉眼镜蛇（Naja kaouthia）与眼镜王蛇（Ophiophagus hannah）。     

藏鸡线粒体全基因组序列的测定和分析

通过PCR扩增,测序,拼接,获得藏鸡（Tibetan Chicken）线粒体全基因组序列并进行数据分析处理。藏鸡线粒体全基因组序列全长16783bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个D-loop区。模拟电子酶切结果显示,藏鸡DraI酶的酶切结果和先前报道的原鸡,茶花鸡,尼西鸡和大理漾濞黄鸡的酶切结果都不相同,为藏鸡特有。基于D-loop区全序列和13个蛋白质编码基因序列,采用N-J算法与原鸡属4个种,3个亚种和3个家鸡品系构建系统进化树：初步确定藏鸡起源于红原鸡,与家鸡中的来航鸡、白洛克鸡亲缘关系最近,但是藏鸡的进化与来航鸡、白洛克鸡这两个家鸡品系又显得相对独立。推测可能原因是藏鸡的祖先在进入高原以后处于相对封闭的环境,从而形成了独特群体遗传特性。     

武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】了解闪蛱蝶亚科属间及种间的分子系统进化关系。【方法】采用PCR步移法对武铠蛱蝶 Chitoria ulupi 线粒体基因组全序列进行了测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列构建了38种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】分析结果表明,武铠蛱蝶线粒体基因组全长15 279 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为391 bp的A+T富含区,基因排列顺序与其他已知近缘种昆虫相同。武铠蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量（79.9％）。13个蛋白质编码基因中,COII以TTG作为起始密码子,COI以CGA作为起始密码子外,其余均为昆虫典型的起始密码子ATN。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。与其他多数鳞翅目昆虫一样,武铠蛱蝶的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21 bp,并散布着一些长短不一的串联重复单元。系统发育树结果显示,总科级别的系统发育关系为：卷蛾总科＋（凤蝶总科＋（螟蛾总科＋(夜蛾总科＋蚕蛾总科＋尺蛾总科)））;在蛱蝶科物种中,武铠蛱蝶与猫蛱蝶Timelaea maculate 亲缘关系最近。【结论】基于分子标记构建的鳞翅目昆虫系统发育关系与传统的形态学分类结果基本一致。     

棕头鸥线粒体基因组全序列测定与分析

基于长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了棕头鸥(Larus brunnicephalus)的线粒体基因组全序列。结果表明,棕头鸥线粒体基因组全长16 769 bp,GenBank登录号JX155863。基因含量和排列次序与红原鸡一致,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA和一个D-loop区(控制区)。除COI基因以GTG、ND3基因以ATT为起始密码子外,其余11个蛋白质编码基因均以ATG起始。11个蛋白质编码基因以典型的完全终止密码子AGG、TAG、TAA或AGA终止,COIII和ND4基因为不完全终止密码子T。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer(AGN)缺少DHU臂,tRNAPhe的TψC臂出现第4种排列形式。预测的棕头鸥12S和16S rRNA二级结构分别包括4个结构域47个茎环和6个结构域60个茎环。其他鸟类控制区发现的F-box、E-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB-boxes(1-3)也存在于棕头鸥中,预测了控制区H链复制起始序列OH和双向复制起始序列LSP/HSP。系统发育分析支持将棕头鸥划归为面具鸥族(Masked gulls)。     

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。     

Sequence and phylogenetic analysis of the complete mitochondrial genome of the flour beetle Tribolium castanaeum

We describe the first complete mitochondrial genome sequence from a representative of the insect order Coleoptera, the flour beetle Tribolium castaneum. The 15,881 bp long Tribolium mitochondrial genome encodes 13 putative proteins, two ribosomal RNAs and 22 tRNAs canonical for animal mitochondrial genomes. Their arrangement is identical to that in Drosophila melanogaster, which is considered ancestral for insects and crustaceans (Boore et al., 1998; Hwang, et al., 2001a). Nucleotide composition, amino acid composition, and codon usage fall within the range of values observed in other insect mitochondrial genomes. Most notable features are the use of TCT as tRNA(Ser(AGN)) anticodon instead of GCT, which is used in most other arthropod species, and the relative scarcity of special sequence motifs in the 1431 bp long control region. Phylogenetic analysis confirmed resolving power in the conserved regions of the mitochondrial proteome regarding diversification events, which predate the emergence of pterygote insects, while little resolution was obtained at the level of basal perygote diversification. The partition of faster evolving amino acid sites harbored strong support for joining Lepidoptera with Diptera, which is consistent with a monophyletic Mecopterida.     

变灰青霉线粒体基因组特征及系统发育分析

本研究对一株分离自细虫草上的变灰青霉SFY00C3菌株线粒体基因组进行测定,分析其组成特征,并探究其与青霉属真菌的系统发育关系。结果表明,SFY00C3的线粒体基因组是一条长度为28 301 bp的环状DNA分子,共编码42个基因(15个蛋白编码基因、2个rRNA基因和25个tRNA基因),其碱基组成有显著的A-T偏好性,25个tRNA基因均可形成典型三叶草结构,并存在32处G-U错配。通过青霉属物种间共线性分析发现其线粒体基因组发生了基因重排;共有的14个蛋白编码基因的Ka/Ks值均小于1,表明受到了纯化选择压力的影响;系统发育分析表明：SFY00C3在青霉属中是一个独立的分支,应该是6种青霉祖先的姊妹。本研究丰富了变灰青霉的线粒体基因组序列信息,为青霉属的系统发育、资源保护及遗传多样性研究提供基础数据。     

中国地鼠线粒体基因组的序列分析与分子进化

目的 获得中国地鼠线粒体基因组序列,为线粒体疾病模型提供分子数据.方法 参照近缘物种的线粒体基因组序列,设计27对特异引物,采用TD-PCR及测序技术获得了中国地鼠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.还结合GenBank中已发表的其他5种啮齿类动物的线粒体基因组序列,探讨啮齿类动物不同科间的系统进化关系.结果 中国地鼠线粒体基因组全长为16 283 bp,碱基组成为33.53％A、30.50％T、12.98％G、22.80％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.中国地鼠和金黄地鼠亲缘关系最近.结论 中国地鼠线粒体基因组各基因长度、位置与典型的啮齿类动物相似,其编码蛋白质区域和rRNA基因与其他啮齿类动物具有很高的同源性,显示线粒体基因组在进化上十分保守.5种动物的分子系统进化树与传统分类地位一致.     

Sequencing and phylogenetic analysis of the Pyrgilauda ruficollis(Aves,Passeridae) complete mitochondrial genome

In this study,both long PCR and conserved primers walking sequencing methods were used to determine the complete sequence of the of Pyrgilauda ruficollis mitochondrial genome(KC836121).The results showed that the complete mitochondrial genome of P.ruficollis is 16909 bp in length with 55.0%A+T content,harboring the typical 37 genes.The mitogenome had the same gene order with that of Podoces hendersoni.All protein coding genes started with ATG codon,except ND3 with GTG.For the stop codon usage,most genes terminate with codons TAA or TAG,but ND5 terminated with AGA,while ND1 and COI genes with AGG,and both the genes COIII and ND4 have an incomplete termination codon(T).The secondary structures of 22 tRNA genes were also predicted,showing that all tRNAs can form typical clover-leaf secondary structures,except for the tRNASer(AGN)which loses the DHU arm,while tRNAPhe harbor an extra nucleotide inserted in the TψC arm.The predicted secondary structures of 12S rRNA and16S rRNA exhibit 47 helices in 4 domains and 60 helices in 6 domains respectively.The control region of P.ruficollis with the length of 1 305 bp was located between tRNAGlu and tRNAPhe,and typical domains of which could be found as other bird groups.Using the data from 13 mitochondrial protein-coding genes,results of a final phylogenetic analysis strongly supports the traditional view that P.ruficollis is closely related with Passeridae and Fringillidae.     

中华攀雀线粒体基因组全序列测定与分析

该研究使用长PCR扩增和引物步移法测定了中华攀雀(Remiz consobrinus)线粒体基因组全序列,在对序列进行拼接和注释的基础上,分析了其结构、序列组成及蛋白编码基因密码子使用情况等,并对22个tRNA和2个rRNA的二级结构以及控制区结构进行了预测及系统发育分析,为雀形目鸟类的系统发育研究提供了新信息。中华攀雀线粒体基因组全长16737bp,GenBank登录号KC463856,碱基A、T、C、G的含量分别为27.8%、21.5%、35.4%及15.3%,37个基因排列顺序与已报道的其他鸟类基本一致,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop),有18对基因间共存在77bp的间隔,7对基因间共存在30bp的重叠。除ND3基因的起始密码子为ATT外,其余均为标准的ATG,11个蛋白编码基因的终止密码子为TAA、TAG、AGA或AGG,2个为不完全终止密码子T(COⅢ、ND4)。除tRNASer-AGNDHU臂缺失外,其余21个tRNA均可形成典型的三叶草结构,在出现的27处碱基错配中有19处为常见的G-U错配。SrRNA和LrRNA二级结构分别包含3个结构域47个茎环结构和6个结构域60个茎环结构,与所发表的其他鸟类rRNA二级结构大体一致。中华攀雀控制区发现了同样存在于其他鸟类控制区的保守框F-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB1-box。该研究支持将攀雀科作为独立的科,同时,支持莺总科与攀雀科的单系性。     

Predictive role of mitochondrial genome in the stress resistance of insects and nematodes

Certain insects (e.g., moths and butterflies; order Lepidoptera) and nematodes are considered as excellent experimental models to study the cellular stress signaling mechanisms since these organisms are far more stress-resistant as compared to mammalian system. Multiple factors have been implicated in this unusual response, including the oxidative stress response mechanisms. Radiation or chemical-induced mitochondrial oxidative stress occurs through damage caused to the components of electron transport chain (ETC) leading to leakage of electrons and generation of superoxide radicals. This may be countered through quick replacement of damaged mitochondrial proteins by upregulated expression. Since the ETC comprises of various proteins coded by mitochondrial DNA, variation in the composition, expressivity and regulation of mitochondrial genome could greatly influence mitochondrial role under oxidative stress conditions. Therefore, we carried out in silico analysis of mitochondrial DNA in these organisms and compared it with that of the stress-sensitive humans/mammals. Parameters such as mitochondrial genome organization, codon bias, gene expressivity and GC₃ content were studied. Gene arrangement and Shine-Dalgarno (SD) sequence patterns indicating translational regulation were distinct in insect and nematodes as compared to humans. A higher codon bias (ENC≫35) and lower GC₃ content (≫0.20) were observed in mitochondrial genes of insect and nematodes as compared to humans (ENC>42; GC3>0.20), coupled with low codon adaptation index among insects. These features indeed favour higher expressivity of mitochondrial proteins and might help maintain the mitochondrial physiology under stress conditions. Therefore, our study indicates that mitochondrial genome organization may influence stress-resistance of insects and nematodes.     

褶纹冠蚌线粒体基因组全序列分析

采用LA-PCR(Long amplification polymerase chain reaction )扩增方法首次获得褶纹冠蚌(Cristaria plicata)线粒体基因组全序列。分析表明:序列全长15 712 bp, 包括13个蛋白质基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和26个长度为2~328 bp的非编码区。A、T、C、G碱基组成分别为36.54%、27.22%、23.22%、13.02%。大部分基因在L链编码, 其中ND3~ND5、ND4L、COI~COIII、ATP6、ATP8、tRNA^Asp和tRNA^His在H链编码。基因排列与同科的射线佩饰真珠蚌(Lampsilis ornata)一致, 与三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)在COII和12S rRNA之间存在差异。13个蛋白质基因具有I(AUU、AUC)、V(GUG)、M (AUA、AUG)3种起始密码子, 除ND2终止密码子为不完整的T, 其余基因均为典型的UAA或UAG。22个tRNA中, 除tRNA^Thr、tRNA^Lys、tRNA^Ser(UCN)、tRNA^Asp、tRNA^Arg、tRNA^Tyr和tRNA^Met之外, 其他15个tRNA都具有典型三叶草结构。与其他淡水双壳贝类一样, 褶纹冠蚌具有ATP8基因, 该基因可能与细胞质的渗透压平衡有关。     

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。