高原林蛙线粒体全基因组序列测定及系统发育分析

利用二代测序技术Illumina平台对高原林蛙(Rana kukunoris)线粒体进行低覆盖全基因组测序,对线粒体基因组进行获取、拼接与注释,获得高原林蛙线粒体全基因组序列,序列全长21 913 bp,主要包括tRNA基因(22个)、rRNA基因(2个)、CDS(13个)和D-loop(1个)4部分。除轻链中的NAD6外,其他蛋白质编码基因都在同一条链上。在编码基因中,共发现3个重叠基因:COX1/trnS2、ATP6/ATP8和NAD4L/NAD4。高原林蛙线粒体基因组具有AT偏好性,蛋白质编码基因中氨基酸使用最频繁的是Leu和Ser, tRNA基因都有经典的三叶草结构。KaKs分析显示,高原林蛙线粒体基因组编码基因未检测到正选择作用。基于高原林蛙线粒体全基因组构建的系统发育树表明,高原林蛙与中国林蛙亲缘关系最近。研究结果将为高原林蛙的起源、分化和遗传多样性研究提供数据支持。

线粒体全基因组揭示嫩江流域史前人群遗传结构的动态变化

嫩江流域是中国东北地区古代先民的重要栖息地之一。自新石器时代开始这里的先民一直以渔猎经济为主要生活方式,直到新石器时代晚期至早期青铜时代才开始兼营畜牧业和少量的种植业。嫩江流域青铜时代的生业模式的转变是否伴随着外来人群的融合与替代一直是考古研究的热点。为了探讨嫩江流域新石器时代与青铜铁器时代人群的构成是否改变,我们对嫩江流域新石器时代至青铜铁器时代的24个个体进行了线粒体全基因组分析。分析结果表明:嫩江流域青铜铁器时代人群与新石器时代人群具有一定遗传连续性的同时,晚期人群与西辽河地区古代人群有着更近的遗传联系,表明西辽河地区古代居民对嫩江流域青铜铁器时代人群具有部分遗传贡献。结合考古学文化、古气候学数据以及语言学证据,我们推测距今4000-3000年间,西辽河地区古代居民曾迁入到嫩江流域,并留下遗传印记。

玻璃缺鳍鲶线粒体全基因组序列测定与分析

本文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构建并获得玻璃缺鳍鲶Kryptopterus vitreolus线粒体基因组全序列,分析其全序列特征和结构,为鲇形目鱼类的系统进化研究提供基础数据。结果表明,玻璃缺鳍鲶线粒体基因组全长16 662bp,碱基组成具有高AT含量的偏向性,结构组成和排列顺序和其他硬骨鱼基本一致,包括13个蛋白质编码基因、22个t RNA、2个r RNA和1个D-loop区。全基因组中除COX1以GTG为起始密码子外,其余12个编码蛋白的基因都以ATG开头。7个编码蛋白基因(ND1、Cox1、ATP8、ATP6、ND4L、ND5和ND6)以TAA终止,其余6个编码蛋白的基因没有完整的终止密码子。对玻璃缺鳍鲶线粒体基因组D-loop区的终止序列区、中央保守区和保守序列区的结构分析,识别5个保守序列(CSB-1、CSB-2、CSB-3、CSB-D和CSB-E)和一个潜在的终止序列E-TAS。利用玻璃缺鳍鲶分别与其他4种鱼的线粒体基因组全序列及13个编码蛋白基因的核苷酸序列进行比对分析。结果表明,玻璃缺鳍鲶与南方鲇Silurus meridionalis同源性最高,5种鱼线粒体基因组中COX1基因相对最保守,相似度为78.98%~92.78%。基于5个科12种鱼与2个外群物种的线粒体控制区(D-loop区)的核酸序列构建的系统进化树表明:玻璃缺鳍鲶独自一支且与鲇Silurus asotus和南方鲇亲缘关系最近。

龟鳖类线粒体全基因组的比较研究

在基因组水平上,比较分析了已登录GenBank的19种龟鳖类线粒体全基因组的结构特征.结果表明:1)除平胸龟、扁陆龟外,其余17种龟鳖类线粒体基因组结构、基因排列顺序均与典型的脊椎动物相似,显示龟鳖类线粒体基因组在进化上十分保守:2)19种龟鳖类线粒体全基因组和各部分的碱基组成均表现出高AT、低G含量的偏向,在控制区中表现尤为明显:3)除中华鳖和白腹摄龟外,其余种类的某些蛋白编码基因中都存在一个或多个额外插入的核苷酸:4)除侧颈龟亚目的非洲侧颈龟外,其余18种曲颈龟线粒体DNA的"WANCY"区中都存在轻链复制起始点(OL),且它们的二级结构、核苷酸组成高度保守,推测该结构可能是曲颈龟亚目的一个共同特征:5)部分龟鳖类线粒体基因组控制区3′端存在大片段(200￣450 bp)的重复序列,某些龟鳖类中有由(AT)构成的微卫星序列,并且这些拷贝序列在种间表现出一定的差异,其可作为特异的分子标记,对于龟鳖类动物系统学的研究、亲缘关系的鉴定、物种多样性的保护和研究等方面具有重要的参考价值.

基于线粒体全基因组的五华三黄鸡系统发育分析

从GenBank下载72条原鸡属线粒体全基因序列,分别利用线粒体D-loop、13个蛋白质编码基因及其氨基酸序列构建系统发育树,揭示五华三黄鸡的分子进化.结果显示,基于D-loop的邻接树、蛋白质编码基因及其氨基酸的最大简约树的拓扑结构高度一致,五华三黄鸡与中国云南及缅甸分布的家鸡与红原鸡亚种聚为一枝,而与周边省份如江西省、湖南省、海南省几个鸡种的亲缘关系则较远,表明五华三黄鸡最有可能来源于中国云南.

赤狐线粒体全基因组及系统发育分析(英文)

测定了赤狐的线粒体基因组全序列,总长度为16 723bp,碱基组成为:31.3% A、26.1% C、14.8% G、27.8% T。和大多数哺乳动物一样,赤狐的线粒体全基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因、22个转运RNA基因和1个控制区。除ND3基因起始密码子为不常见的ATT外,赤狐与北极狐、狼、家犬、郊狼的线粒体蛋白质编码遵循相同模式。在控制区的保守序列区段1和2之间发现一段较长的富含AC的随机重复序列。为了验证赤狐与其他犬科动物的系统发育关系,利用12个重链蛋白质编码基因,分别通过邻接法和最大简约法构建了系统发育树。结果表明:赤狐与北极狐是姐妹群,它们在犬科中都属于赤狐型分支,而灰狼、家犬和郊狼则属于狼型分支,与现有的系统进化研究结果一致。

中国西藏拉托唐古墓地古代居民线粒体全基因组研究

目前青藏高原高海拔地区古DNA研究匮乏。拉托唐古墓地位于青藏高原西南高海拔区域,本文对该墓地出土距今约700年的人骨进行古DNA提取,捕获了高质量线粒体全基因组数据,结合东亚线粒体基因组数据库,运用遗传统计方法开展分析。研究结果表明,距今3000年以内青藏高原西南部人群的遗传历史具有连续性,距今700年左右的拉托唐古墓地居民与距今3150-1250年的古代尼泊尔居民以及现代中国西藏居民母系遗传关系较近,且他们都具有共同的M9a1a1c1b1a单倍群。对M9a1a1c1b1a单倍群的深入研究发现,距今10930-5150年期间青藏高原可能发生了人口扩张事件。以上结果为我们了解古代青藏高原高海拔地区人群遗传历史提供了重要信息。

基于线粒体全基因组结构的鲳属鱼类分子分类研究

为明确鲳属鱼类的线粒体全基因组序列结构、寻找有效的种间鉴别分子标记,并剖析其系统发育信息,从而为鲳属鱼类的分类学、进化遗传学和种质鉴定提供参考依据,测定了鲳属5种鱼类(中国鲳Pampus chinensis、灰鲳P.cinereus、银鲳P.argenteus、珍鲳P.minor、翎鲳P.punctatissimus)的线粒体全基因组序列,并结合NCBI数据库中已有的鲳属鱼类线粒体全基因组序列进行分析。结果显示:1)鲳属线粒体基因组全序列长度在16551 bp到18062 bp之间,其基因组结构与大多数硬骨鱼类一致;比较特别的是,银鲳和镰鲳具有两个tRNA;结构,珍鲳出现ND1基因重排以及两个重复的D-loop结构。2)银鲳与镰鲳的D-loop区出现重复CSB3结构,灰鲳与翎鲳D-loop区出现重复TAS结构。3)ND2基因条形码及其微型条形码均可将鲳属鱼类区分开,可作为有效的鲳属鉴别分子标记。4)东海区的银鲳与镰鲳应为同一物种,灰鲳可能为翎鲳的同物异名。

等边浅蛤线粒体全基因组测序和系统发育研究

采用高通量测序技术对等边浅蛤的线粒体全基因组进行了测序,并通过拼接、组装得到了完整的线粒体基因组序列。研究结果表明:环状线粒体基因组总长度为20 248 bp,由13个蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因及1个控制区组成,所有基因均在重链编码。等边浅蛤线粒体基因碱基组成为A(28.55%),T(39.33%),C(10.40%)和G(21.72%),A+T含量为67.88%,具有AT偏好性。D-loop控制区位于COX1基因和Cytb基因之间,长度为1 944 bp。利用帘蛤科16个物种及缢蛏(外群)的线粒体基因组的12个蛋白质编码基因构建NJ系统进化树。结果表明,等边浅蛤与菲律宾蛤仔聚为一支,亲缘关系最近。该研究将补充浅蛤属线粒体基因组信息,为浅蛤属以及帘蛤科的系统发生关系及进化地位积累有价值的数据资料。

全蝽线粒体全基因组序列及其进化分析

全蝽(Walker,1868)隶属于半翅目蝽科,主要为害苹果及其他蔷薇科的果树。为丰富蝽科线粒体基因组学的基本数据,进一步阐明蝽科在蝽总科中的系统发育关系,确定全蝽在蝽科中的分类地位,通过Illumina Miseq平台测序、组装拼接后进行全蝽线粒体基因的注释和分析,结合NCBI数据库中已有数据,基于贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建系统发育树。结果表明,全蝽完整的线粒体基因长度为15479 bp,其中包含37个基因(13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因)和一个控制区;全蝽的线粒体基因组的基因顺序与典型的蝽科昆虫一致。经分析,全蝽的A+T总含量为76.18%,远大于G+C含量,表现为明显的AT偏斜;大多数蛋白质编码基因的起始密码子为ATN和TTG,终止密码子为TAN或单个T碱基。除trnA和trnS1外,其他20个tRNA基因的二级结构都能折叠成一个典型的三叶草形状。蛋白编码基因进化速率表明,atp8进化速率最大,进化最快,cox1进化最慢。系统发育树结果显示,全蝽位于蝽科支系且蝽科为单系,这与先前基于形态学或部分分子片段所构建的蝽总科系统发育树结果一致。

线粒体全基因组测定揭示家鸡驯化史

为探讨家鸡的驯化历史．中科院昆明动物研究所的研究人员发现了家鸡较为清晰的母系遗传背景信息。该研究成果日前在线发表于国际期刊《遗传》。据介绍，从肉蛋供应到供人娱乐．家鸡在人类生产生活中扮演着重要角色。在被驯化之后，家鸡跟随人类扩散到世界各地，成为饲养最为广泛的家禽。而家鸡的驯化问题．自达尔文时代以来就一直广受学术界关注。之前一系列的工作表明，家鸡的主要野生祖先是红原鸡。为此，张亚平院士研究组的苗永旺和彭晟等研究人员基于母系遗传的视角．对收集到的家鸡和红原鸡样本的线粒体DNA控制区片段进行了研究，结果发现，家鸡线粒体DNA的不同支系可能起源于包括南亚、东南亚以及中国南部在内的广大区域．可能涉及多次驯化事件。

异尾次目寄居蟹总科线粒体基因组比较分析及系统发育研究

为厘清异尾次目(Anomura)寄居蟹总科(Paguroidea)分类及系统发育关系,研究测定分析了活额寄居蟹科(Diogenidae)刺足真寄居蟹(Dardanus hessii)的线粒体基因组全序列,并与其他已公布的16种寄居蟹总科线粒体基因组进行了比较分析。所有寄居蟹总科种类线粒体基因组均包含37个基因和1段长的非编码控制区。线粒体基因组相似性及共线性分析显示所有17种寄居蟹总科的线粒体基因组均经历了基因重排。重排可分为7种类型,其中寄居蟹科(Paguridae)占4种,活额寄居蟹科2种,门螯寄居蟹科(Pylochelidae)1种。遗传距离、序列相似性及系统发育树均显示长腕寄居蟹(Pagurus filholi)与日本寄居蟹(Pagurus japonicus)为同一物种,暗示其中至少有一个物种鉴定有误。系统发育树显示活额寄居蟹科物种并未聚为一支,其中下齿细螯寄居蟹(Clibanarius infraspinatus)与整个陆寄居蟹科(Coenobitidae)聚为一支,表明活额寄居蟹科为并系群。研究结果不仅有助于更好地理解寄居蟹总科的线粒体基因重排和系统发育,并为线粒体基因重排作为系统发育分子标记的适用性提供了见解。

地山雀线粒体基因组全序列的测定和分析

基于长距PCR扩增及保守引物步移法测定并注释了地山雀(Pseudopodoces humilis)的线粒体基因组全序列。结果表明,地山雀线粒体基因组全长1.6809万bp,A+T含量为52.9%,37个基因排列顺序与红原鸡一致。蛋白质基因的起始密码子中,除COI基因为GTG外,其余均为ATG。ND1和ND5基因终止密码子为AGA;COⅡ基因为AGG;COⅢ和ND4基因为不完全终止密码子T;其余基因均为典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA 基因的二级结构,发现tRNA Ser(AGN)缺少DHU臂, tRNA Phe的TψC臂存在一单核苷酸插入。预测的地山雀12S和16SrRNA二级结构分别包括3个结构域47个茎环和6个结构域60个茎环。控制区位于 tRNA Glu和 tRNA Phe之间,长度1240bp。控制区结构为高变I区、中央保守Ⅱ区和保守序列Ⅲ区3个结构域。

扬子鳄的线粒体全基因组与鳄类系统发生

通过酶切、克隆、测序,结合Long-PCR和Primer Walking法对扬子鳄线粒体DNA基因组进行全序列测定.结果表明,扬子鳄线粒体基因组DNA序列全长为16746 bp,其基因组碱基组成为29.43％A,24.59％T,14.86％G,31.12％C.与其他大多数脊椎动物相同,其基因组由13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop)组成.基因的排列与已测序的鳄类相似.在全序列分析的基础上,对12S rRNA基因序列、16S rRNA基因序列、蛋白质编码基因序列及其合并数据用MP法和ML法构建系统发生树,结果表明扬子鳄与密河鳄的亲缘关系较近,支持传统观点.根据ML树的支长数值估计钝吻鳄属发生的时间为74.9 MaBP,扬子鳄与密河鳄分歧的时间为50.9 MaBP.

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。

基于线粒体全基因组的非比对方法比较

在系统发育分析等分子生物学的研究问题中,传统上要用到基于多序列比对的方法,然而这类方法有一定的局限性. 本文介绍了一类新的研究系统发育问题的方法——非比对方法,该类方法可以克服基于比对距离方法在计算规模和主观因素等方面的局限性以及由基因重组导致的比对失效。同时,本文选取新方法中的几种分子序列相似度度量,用于94种哺乳动物的线粒体全基因组序列的系统发育分析研究中。由比较结果看来,非比对方法中的FDOD度量得到的结果与传统的分类学结果最为一致;并进一步和由基于比对的距离方法对哺乳动物细胞色素b的系统发育分析得到的结果作比较,发现FDOD不仅不逊色于传统的基于比对的距离方法,而且在对哺乳动物纲各个目的整合能力上普遍优于传统方法。

斑嘴鸭线粒体全基因组序列测定及分析

根据斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)同属近缘物种绿头鸭(Anas platyrhynchos)线粒体基因组(mt DNA)序列设计引物,采用直接测序技术对斑嘴鸭mt DNA全序列进行综合分析。结果显示,斑嘴鸭mt DNA序列全长16 606 bp,包含22个tRNA、2个rRNA基因、13种蛋白质编码基因和1个D-loop区。碱基组成T为22.2%,C为32.8%,A为29.2%,G为15.8%,无明显的AT偏好性,22种tRNA都为典型的三叶草结构。参照棕头鸦(Larus brunnicephalus)、黑尾地鸦(Podoces hendersoni)的12S rRNA,对斑嘴鸭12S rRNA的二级结构进行预测,结果其含有4个结构域,37个茎环。对D-loop控制区序列分析发现含有goose hairpin,E-box,F-box,D-box,Bird similarity-box及CSB1-box。并以原鸡作为外群,采用N-J算法和ML算法,基于mt DNA全序列及D-loop区分别构建系统进化树,发现3个家鸭品种与绿头鸭亲源关系较近。

澳洲淡水鳄线粒体基因组全序列的测定及结构分析

运用PCR和分子克隆的技术,获得了澳洲淡水鳄(Crocodylus johnstoni)的线粒体基因组全序列(mtDNA).其序列全长为16,857bp,由22个tRNA、2个rRNA和13个蛋白编码基因及非编码的控制区(control region)组成,碱基组成为:31.99%A,28.82%C,14.90%G,24.29%T.同其它鳄类一样,澳洲淡水鳄发生了基因重排,即tRNAPhe和tRNASer(AGY)的基因重排现象.虽然与典型的脊椎动物线粒体基因排列顺序不同,但在已测出的所有鳄类中,各基因的排序是一致的,显示了鳄类mtDNA的高度保守性.

《遗传》：线粒体全基因组测定揭示家鸡驯化史

为探讨家鸡的驯化历史。中科院昆明动物研究所的研究人员发现了家鸡较为清晰的母系遗传背景信息。该研究成果日前在线发表于国际期刊《遗传》。

双壳贝类线粒体基因组结构的比较

利用比较基因组学和生物信息学方法,比较分析了已登录到GenBank中的14种海产双壳贝类和2种淡水双壳贝类的线粒体基因组的结构特征。结果发现,双壳贝类线粒体的基因组结构、基因排列顺序均互不相同;不同目、科和属之间线粒体基因组的大小、基因排列方式以及基因种类也存在明显的差异,尤其是基因排列方式没有明显的规律。对16种双壳贝类的线粒体基因组全序列、编码基因序列进行系统分析,分别得到了不同的聚类结果,即用基因组全序列聚类时,16种贝类的聚类结果与传统的形态学分类地位基本相同;而将16种贝类的所有蛋白质编码基因和2个rRNA基因按照一致顺序排列起来进行聚类时,所得的系统分类情况与这些贝类传统的形态学分类地位相差较大。