洱海鲤属鱼类同域分化形成的分子遗传学证据

对洱海的 3种鲤鱼———洱海鲤 (C .barbatus)、春鲤 (C .longipectoralis)和杞麓鲤 (C .carpiochila)线粒体DNA(mtDNA)进行了限制性片段长度多态 (RFLP)分析和mtDNA控制区 (D loop)序列测定。RFLP分析结果表明 ,16种酶在洱海鲤、春鲤和杞麓鲤 3个种共 14个个体上 ,仅DraⅠ在春鲤的一个个体上检出一个位点的限制性片段长度多态 ,独立为单倍型Ⅱ ,3个种的其余 13个个体共享单倍型Ⅰ ,种间遗传距离为 0 %～ 0 0 0 75 % ,此种间差异值比已报道的鱼类的种间差异甚至种内差异都低得多。D loop区的序列测定结果表明 ,长为 4 4 9bp的序列共显示有 7个变异位点 ,均为碱基替换 ,变异比例为 1 5 6 % ,在 14个鲤鱼个体中共检出 6种单倍型 ,种间的遗传距离为 0 0 82 %～ 0 171% ,与已研究的其他几种异域分布的鲤鱼相比 ,也至少小一个数量级。mtDNA的RFLP及D loop区的序列比较都揭示出洱海 3种鲤鱼之间的遗传差异远小于异域分布的鲤属鱼类物种之间及其他鱼类的同属种间的遗传差异。对洱海鲤属鱼类种间如此小的遗传差异唯一合理的解释就是 :它们确是由同域分化而形成的。     

晚更新世气候波动及长江阻隔对小麂皖南种群和大别山种群遗传分化与基因流模式的影响

通过对皖南山区和大别山区的101 个小麂的线粒体D-loop 区770 bp序列的分析,探讨了两个种群的遗传多样性、有效种群大小、历史种群动态和种群间的基因流模式。在101 个D-loop 区序列中共发现34 个单倍型,其中24 个分布在皖南种群,10 个分布在大别山种群,种群间无共享单倍型。皖南种群线粒体遗传多样性(h =0. 952,π = 0.016 8)明显高于大别山种群(h =0.734,π = 0. 007 7),雌性有效种群(N_E = 146830)亦大于大别山(N_E =19840)。通过歧点分布分析表明在更新世第四间冰期,小麂皖南种群经历过一次大规模的种群扩张事件(在约15. 7 万年前)。基因流的分析结果显示皖南种群和大别山种群间存在着明显不对等的基因流(M_{W N→DB} =0. 36;M_{DB→W N} =75. 00)。这种不对称的基因流模式可能反映出在晚更新世冰期循环中,作为天然地理屏障的长江在盛冰期和间冰期对物种扩散的阻隔能力上的差异。     

褐马鸡圈养种群的mtDNA控制区多态性

褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)是我国特有的濒危鸟类,国家一级保护动物。为了保护褐马鸡的种质资源,从分子水平上评价褐马鸡的遗传多样性,对山西省庞泉沟自然保护区、太原市动物园的褐马鸡种群20个个体,线粒体DNA D-loop区全序列进行了克隆和测定,使用Clustal X、DnaSP4.0、Mega3.1等生物信息学软件,对全部20条序列开展了比对分析,确定了多态位点与单倍型数目,计算了核苷酸多样性和单倍型多样性;比较了两个种群的遗传变异,初步探讨了褐马鸡种群的遗传多样性和遗传结构。结果表明:20条褐马鸡线粒体DNA D-loop区全序列长度在1236 1237bp之间,其中A、T、G和C 4种核苷酸的平均含量分别为31.0%、26.8%、27.5%和14.8%,A+T含量(57.8%)高于G+C含量(42.3%)。排除1处核苷酸的插入或缺失后,共检测出26个突变位点,占分析序列总长度的2.1%,其中包括25处单一多态位点和1处简约信息位点。20个个体检测出13个单倍型,其中11个个体具有独特的单倍型,2个共享单倍型。褐马鸡两个种群的单倍型多样性(h)为0.911 0.933,核苷酸多样性(π)为0.002 0.003,单倍型间的遗传距离为0.003 0.002。根据单倍型构建了褐马鸡两个种群的NJ分子系统树。聚类表明,2个种群的个体并没有按相应的地理位置进行聚类。揭示褐马鸡具有较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性,种群的遗传变异较低;两个种群单倍型间的遗传距离较近,遗传多样性参数接近,统计分析无显著差异,两个种群尚未表现出明显的遗传分化,且两个种群间有基因流存在。     

绵羊线粒体DNA D-loop区串联重复序列变异研究

对来自69个我国地方绵羊品种和8个国外引入品种共计77个个体线粒体DNA控制区长度为75bp的串联重复序列进行了测序分析。在309个重复序列中检测到28个变异位点,其中7个为具有2个变异体的单现突变,1个为具有3个变异体的单现突变,20个为具有2个变异体的简约位点。由28个变异位点中归纳出63个单倍型,其中单倍型Ⅰ和单倍型Ⅲ具有较高的比例,分别为12．94％和30.42％。研究结果揭示我国地方绵羊可能起源于两个母系祖先。哈萨克羊和阿勒泰羊间以及蒙古羊和乌珠穆沁羊间分别具有较近的亲缘关系且没有明显的遗传分化。藏绵羊、蒙古羊和乌珠穆沁羊相对哈萨克羊和阿勒泰羊而言具有较低的遗传多样性。     

基于线粒体基因、形态学和栖息地指标的两种鼢鼠分类研究

以祁连山东段高寒草甸区栖息的鼢鼠(Eospalax spp.)为研究对象,通过分子系统学、形态学和栖息地特征调查相结合的方法对区域内鼢鼠的分类地位进行了研究。利用分子生物学技术,测定了线粒体D-loop 序列,构建了系统发育树并计算了鼢鼠间遗传距离。测量了鼢鼠头骨指标以及体貌形态特征,并调查了不同鼢鼠栖息地草地类型、优势种植物及土壤紧实度等。结果发现4 个采样地的鼢鼠属两个不同种,即甘肃鼢鼠(Eospalax cansus)和高原鼢鼠(Eospalax baileyi)。两种鼢鼠的遗传距离为0.147;眶间宽、听泡宽在两性间均差异显著(n_雄=14,n_雌=16,P < 0.05),颧宽在雄性间差异显著(n_雄= 14,P < 0.05);甘肃鼢鼠尾部和后足有稀疏短毛,而高原鼢鼠则有密毛。甘肃鼢鼠主要栖息在海拔较低的高寒草甸区,其优势植物主要有矮嵩草(Kobresia humilis)、蕨麻(Potentilla anserina )、早熟禾(Poa annua);高原鼢鼠主要栖息在海拔较高的高寒灌丛草甸区,其优势植物主要有早熟禾(Poa annua)、金露梅(Potentilla fruticosa)、披碱草(Elymus dahuricus),但两者栖息地的土壤紧实度无差异(P >0.05)。本研究结果为同区域分布甘肃鼢鼠和高原鼢鼠的野外鉴别提供技术依据。     

重建邻接关系树评估原发性高血压患者的遗传性

探讨原发性高血压患者的遗传性,评估线粒体D环控制区基因变异在高血压发病中的作用。提取原发性高血压患者和正常血压人群DNA各20例,用3对交叉重叠引物扩增全部线粒体控制区D环基因,直接基因测序并重建邻接关系树,分析原发性高血压的基因变异特点。结果发现部分高血压病患者具有明显群聚倾向,与正常血压人群和其他无群聚倾向的高血压患者比较,存在高频率、高密度的D环控制区基因变化（P<0.01）,尤以np152T->C、np182C->T、np189A->G、np247G->A、np16187C->T、np16189T->C、np16264C->T、np16270C->T和np16311T->C等多态性变化显著,并因此造成np16184~16193微卫星区域多聚C长度改变。本研究提示部分高血压病患者有群聚现象,基因型np152C、np182T、np247A、np16187T、np16189C、np16264T、np16270T和np16311C可能是此聚类族高血压患者的易感遗传标记。Abstract：To explore the inheritable character in essential hypertension and to evaluate the role of mitochondrial DNA (mtDNA) variations of the D-loop region in the pathogenesis of hypertension, the entire genome of the D-loop region from the hypertensive and the normotensive (20 cases, each) was amplified using 3 pairs of overlapping primers and followed by sequencing. We reconstructed the Neighbor-Joining tree and analyzed the mtDNA variations in the D-loop region. The results exhibited that one clustering branch harbored some hypertensive, who had significantly higher frequency and density of mtDNA variations (both P<0.01), especially the polymorphisms of np152T->C, np182C->T, np189A->G, np247G->A, np16187C->T, np16189T->C, np16264C->T, np16270C->T and np16311T->C. This study suggested that there was an aggregative phenomenon in some hypertensive. The genotypes of np152C, np182T, np247A, np16187T, np16189C, np16264T, np16270T and np16311C may be potential genetic markers for susceptibility to hypertension.     

陕西省林麝mtDNA D-loop区序列结构和种群遗传多样性

林麝(Moschus berezovskii)曾广泛分布于中国,由于盗猎和栖息地缩小,秦岭地区野生种群数量迅速下降,圈养繁殖种群已成立了几十年,但大多数圈养种群的遗传背景不清,种群规模增长非常缓慢。为了给这一物种的保护和管理提供有用的信息,调查了陕西省林麝1个圈养种群3个野生种群线粒体DNA(mt DNA)D-Loop 632 bp片段的遗传多样性和种群结构。在69个个体中其碱基组成为A+T的平均含量63.2%高于G+C含量36.8%,共检测到变异位点171个(约占总位点数的27.05%)。核苷酸多样性(Pi)为0.04424,平均核苷酸差异数(K)为19.908。69个个体分属32个单倍型,单倍型间的平均遗传距离(P)为0.070。32个单倍型构建的NJ系统树聚为3个分支,4个林麝群体中的单倍型是随机分布的。4个群体的平均遗传距离为0.043(标准误SE为0.005),凤县养殖场群体与留坝和陇县群体的亲缘关系较远。单倍型间的平均遗传距离为0.043,可见其遗传分化尚未达到种群分化的水平。结果表明,陕西省林麝群体mt DNA D-loop区序列存在着较丰富的变异和遗传多样性,凤县野生群体和凤县养殖场群体的核苷酸多样性和单倍型多样较高,养殖场种群没有出现近亲繁殖及遗传多样性下降的情况。凤县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化较小,存在着较高的基因流水平。     

岛屿生境下黄毛鼠种群的遗传变异

岛屿具有独特的生态系统,常被生态学家和进化生物学家视为研究生物进化的天然实验室,岛屿生物地理学也受到了越来越多科学家的关注。对舟山群岛8个面积不等岛屿的黄毛鼠(Rattus losea)种群进行了调查,分析了8个种群的遗传变异特征,对探讨岛屿理论中的种群动态和种群分化具有重要意义。采用线粒体分子标记技术,利用PCR扩增得到D-loop区基因序列815 bp,在330个黄毛鼠样本中共识别出15个单倍型,平均核苷酸多样性(P_i)为0.001,平均单倍型多样性(H_d)为0.364,表明舟山群岛黄毛鼠种群的遗传多样性较低。Tajima′s D中性检验显示除了小盘峙种群,均为显著负值(P0.01),表明种群受到了自然选择的作用,历史上发生过种群扩张。AMOVE显示,群体间的遗传分化指数平均值为0.745,处于较高的分化水平,表明遗传变异主要来自种群间,占74.5%。基于线粒体D-loop区序列构建的系统发育树和中值网络都表明8个岛屿的黄毛鼠种群起源于两个母系。此外,Mental检验显示不同岛屿种群间的遗传距离与岛屿间地理距离之间存在显著正相关关系(r=0.6077,P=0.004),种群遗传多样性与岛屿面积并未发现显著相关性(r=0.6255,P=0.1840)。研究结果可为岛屿黄毛鼠种群的微观演化以及一些岛屿物种的进化理论提供参考。     

西藏牦牛mtDNA D-loop区的遗传多样性及其遗传分化

通过测定和分析西藏11个牦牛类群114个个体的mtDNA D-loop区全序列,对西藏牦牛的遗传多样性、类群间的亲缘关系及其遗传分化进行了研究。结果表明:①西藏牦牛mtDNA D-loop区全序列长度为890—896 bp,4种核苷酸T、C、A、G的平均比例分别为28.5%、25.3%、32.4%、13.8%,西藏牦牛mtDNA D-loop区富含碱基A+T,表现出一定的碱基偏好性。②共检测到130个变异位点,占分析总位点数的14.33%;其中单一多态位点85个,占多态位点总数的65.38%,简约信息位点45个,占多态位点总数的34.62%。序列变异中碱基缺失、插入和碱基替换等均有,其中碱基替换变异类型中转换114次,颠换12次,在转换变异类型中以A/G、T/C为主,占95.61%,在颠换变异类型中以A/T为主,占75%。③在114个个体中鉴定出90种单倍型,单倍型多样性为0.981±0.008,核苷酸多样性为0.01056±0.00701,均说明西藏牦牛具有丰富的单倍型类型。④90种单倍型分为2个聚类簇(Ⅰ、Ⅱ),聚类簇Ⅰ包含80种单倍型,占全部单倍型的88.89%,涵盖本研究中所有的西藏牦牛类群;聚类簇Ⅱ中有10种单倍型,占单倍型总数的11.11%,涉及的类群有工布江达、帕里、丁青、巴青、江达、类乌齐、桑桑、桑日、斯布,说明西藏牦牛可能有2个母系起源。⑤西藏牦牛类群间核苷酸分歧度(Dxy)在0.503%—1.416%之间,聚类分析和AMOVA分析显示西藏牦牛可分为两大类,康布牦牛、嘉黎牦牛为一类,其余的牦牛类群为另一类。     

在小鼠发育过程中线粒体基因组新型R环的表达

本实验室在成年小鼠线粒体DNA(mtDNA)D环上发现了一个新颖的轻链RNA转录本,这个RNA能够同DNA双链结合,形成一个稳定的DNA-RNA杂合结构(R环)。在此基础上,利用RT-PCR和Northern印迹法检测了小鼠线粒体基因组中R环的时空表达的特点。发现R环在小鼠不同组织、不同发育阶段中的表达水平有差异,其表达模式具有分化的位相性和时序性,提示R环有可能作为参与调控线粒体基因表达的分子,因而具有重要意义。