马鹿mtDNA Cyt b基因的生物信息学分析

基于NCBI数据库获取马鹿(Cervus elaphus)Cyt b基因序列,应用生物信息学方法对马鹿Cyt b基因编码的蛋白质进行理化性质、结构和相关功能的预测分析,了解马鹿mtDNA Cyt b基因的结构、功能和表达特性.结果表明:马鹿Cyt b编码的蛋白质为疏水性蛋白质,推测相互作用的蛋白质包括LOC100524873,UQCRC1,UQCRQ,ND1,MT-ND2,COX1,COX2,COX3,ND4H和CYC,功能与电子运输、耦合质子运输以及泛醌-细胞色素c还原酶活性有关;二级结构主要为无规则卷曲,有2个潜在的N-糖基化位点和34个磷酸化位点,9个跨膜螺旋结构域,定位于内质网和细胞质膜;马鹿与梅花鹿(Cervus nippon)的亲缘关系较近.这对于马鹿种质鉴定分子标记的筛选及其与梅花鹿的渐渗杂交具有理论意义.

基于mtDNA Cyt b序列变异探究柴达木黄牛的母系遗传多样性及遗传背景

为探究柴达木黄牛的母系遗传多样性及遗传背景,本研究随机选取柴达木黄牛5个主产区268个个体,通过PCR方法和直接测序技术得到其mtDNA Cyt b基因全序列,使用生物信息学软件分析其遗传多样性、分化及母系起源,进而在分子水平上揭示其母系遗传多样性水平、分化程度及母系遗传背景。结果表明:柴达木黄牛Cyt b基因核苷酸序列长度为1140 bp,比对分析共检测到29个核苷酸多态位点,其中单一多态位点4个,简约信息位点25个;依据序列间核苷酸变异共确定了12种单倍型,其中优势单倍型为H2,品种单倍型多样度为0.5882±0.0300,核苷酸多样度为0.0040±0.0022,表明柴达木黄牛具有较丰富的母系遗传多样性。柴达木黄牛品种内5个群体间分化指数Fst值在-0.0104~0.1618,提示品种内群体间分化程度存在差异,其中格尔木群体与乌兰群体间分化程度最大(Fst=0.1618),大柴旦群体和茫崖群体间的分化程度最小(Fst=-0.0104)。基于UPGMA法的品种内群体间聚类关系表明,柴达木黄牛品种内5个群体可聚为2类,其中格尔木群体与都兰群体最先聚在一起,大柴旦群体与茫崖群体也最先聚为一起,随后它们再聚为1类,而乌兰群体单独为另一类,2类最后聚为一大类。系统发育分析表明,柴达木黄牛由普通牛和瘤牛2个母系遗传支系组成,表明柴达木黄牛有普通牛和瘤牛2个母系起源且以普通牛起源为主。此外,研究发现,茫崖、乌兰、都兰各群体均有1个个体为牦牛mtDNA Cyt b单倍型序列类型,占总头数的1.12%,提示柴达木黄牛品种中存在一定程度的牦牛基因渗入。

基于cyt b基因的黄河上游高原鳅复合体的物种鉴定

高原鳅属Triplophysa是青藏高原鱼类区系的主要类群之一。本研究以cyt b基因为分子标记,对黄河上游干流及支流湟水河流域高原鳅进行物种鉴定。高原鳅复合体95尾个体均获得cyt b基因全序列(1140 bp),共定义46个单倍型。联合BLAST在线同源性比对、系统发育分析、ABGD划分和遗传距离计算分析,并结合形态学鉴定,共鉴定6个物种:东方高原鳅T.orientalis、隆头高原鳅T.alticeps、斯氏高原鳅T.stoliczkae、粗壮高原鳅T.robusta、硬刺高原鳅T.scleroptera和拟鲶高原鳅T.siluroides。对于同域分布、形态趋同的高原鳅属幼鱼群体,利用cyt b基因可有效解决物种鉴定问题,该结果为黄河上游高原鳅物种分类、组成研究提供了科学依据,为黄河上游高原鳅物种多样性评估与保护奠定了一定的基础。

叶甲科部分种类Cyt b基因序列及系统发育关系初探

测定分析了叶甲科(Chrysomelidae)15种昆虫mtDNA_Cyt b基因部分序列,结果显示,在获得的390 bp序列中,198个核苷酸位点为多态性位点(约占50.8%),序列间碱基差异平均值为18.9%,A+T含量为72.7%,碱基转换呈现明显的TC偏向性,颠换主要以TA为主,转换/颠换(R)值为0.8。依据分子数据建立了该15种昆虫的系统发育关系,结果表明:跳甲亚科(Alticinae)和叶甲亚科(Chrysomelinae)的亲缘关系较近,萤叶甲亚科(Galerucinae)与前两者的关系较远。萤叶甲亚科中瓢萤叶甲为最早分化的类群,长跗萤叶甲属(Monolepta)、凹翅萤叶甲属(Paleosepharia)、长刺萤叶甲属(Atrachya)能形成姊妹群。克萤叶甲属(Cneorane)和守瓜属(Aulacophora)的亲缘关系较近。基于蛋白质序列构建的系统树的置信值高于核苷酸序列建立的系统发育树。

蝗总科部分种类Cytb基因序列及系统进化研究

蝗总科 8个科 10个种的线粒体DNA细胞色素b (Cytb)基因部分序列被测定分析 ,比较同源性 ,计算核苷酸使用频率并构建NJ分子系统树。在获得的 4 32bp的序列中 ,A +T约占 70 4 % ,其中 177个核苷酸位点存在变异(约占 4 1 0 % ) ,DNA一级序列数据显示 ,该 8科蝗虫间DNA序列变异丰富。用日本蚱作外群构建的NJ树表明 :瘤锥蝗科较为原始 ,而癞蝗科与槌角蝗科关系较近 ,为比较进化的类群 ,蝗总科 8科的起源关系为 :瘤锥蝗科→斑翅蝗科和锥头蝗科→斑腿蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科→槌角蝗科和癞蝗科 ,上述研究结果与传统形态分类学结论不完全一致 。

南门峡裂腹鱼亚科鱼类形态相似种的分类学地位——形态趋同进化实例

受高原抬升所致的水系变迁及人类活动的影响,分布于南门峡河流的裂腹鱼亚科鱼类与黄河干支流种群间的基因交流受到长期限制。作为孤立小群体,探讨其分类学地位及其在小生境中的进化机制对了解青藏高原鱼类多样性和物种的形成、进化具有重要意义。本文采用聚合酶链式反应(PCR)和直接测序方法获得了南门峡裂腹鱼亚科鱼类(n=29)及其近缘种(n=19)共48个个体的线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b(cytb)基因的全序列(1140bp),并以厚唇裸重鱼和尖裸鲤为外群构建了MP和Bayesian系统进化树。南门峡裂腹鱼亚科鱼类29个个体的序列经排序后,发现有100个(8·77%)多态性位点,共定义了16个单倍型,在系统进化树上分布于截然不同的两个族群中。其中5个单倍型(NMX3、6、7、13、15)与其近缘种花斑裸鲤和青海湖裸鲤形成单系群(MP99%,Bayesian98%),而其余11个单倍型(NMX1、2、4、5、8、9、10、11、12、14、16)与黄河干支流的黄河裸裂尻鱼形成另一个单系群(MP99%,Bayesian99%)。序列差异分析显示,分布于不同族群的南门峡裂腹鱼亚科鱼类之间存在较大的碱基差异(平均为7·42%),显示出种间差异水平,表明分布于南门峡河流的裂腹鱼亚科鱼类可能是花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼形态相似种的复合体。结合青藏高原隆升所致的气候环境变化和高原北部水系变迁的事件,推断形态趋同进化可能导致了南门峡河流裂腹鱼亚科鱼类形态相似种的共存,而小生境自然选择压力是引发适应性形态趋同进化的主要原因。

山稻蝗及相关物种Cytb基因序列及其遗传关系

中国 7个不同地理区域的山稻蝗Oxyaagavisa共 16个个体的线粒体DNA细胞色素b基因中间部分序列被测定、分析和比较 ,同时与小稻蝗O intricata、日本稻蝗O japonica和中华稻蝗O chinensis相应序列进行比较 ,用瘤锥蝗科的曲尾似橄蝗Pseudomorphacrishollisi和蚱科的日本蚱Tetrixjaponica作外群 ,构建了山稻蝗不同单倍型及其相关物种的NJ分子系统树。在获得的山稻蝗 4 32bp的序列中 ,A +T约占 71 0 % ,其中 9个核苷酸位点存在变异 (约占所测核苷酸的 2 0 8% ) ,但仅有 1个位点引起了氨基酸的变异 ,就每个氨基酸密码子来看 ,第三位点的A +T含量较高 ,达 88 3%。分子系统树显示 ,山稻蝗 6个单倍型聚为一个簇 ,彼此之间有一定的分歧 ,其分枝与地理分布没有直接的关系 ;该种与日本稻蝗关系较近 ,与中华稻蝗和小稻蝗相对较远。

2种三疣梭子蟹居群线粒体Cyt b和S-rRNA基因片段序列变异研究

目的:通过对2种三疣梭子蟹居群样线粒体Cyt b和S-rRNA基因片段的序列分析,探讨其遗传变异,为种质资源的管理、保存和利用提供依据.方法:采集山东潍坊和福建厦门两个不同居群的三疣梭子蟹样,提取其线粒体DNA.由Genebank获得三疣梭子蟹完整线粒体DNA序列(登陆号:NC_005037),设计扩增Cyt b和S-rRNA基因片段引物,经PCR扩增获得预期产物,纯化后测序.结果:以提取的线粒体DNA为模板扩增出特异性强的Cyt b和S-rRNA基因片段,与预期条带长度429 bp和465 bp吻合;2个基因片段的AT含量均高于GC含量;Cyt b基因片段有3个位点发生了突变,S-rRNA只有1个位点发生了突变;在两种居群的4个突变位点中,2个位置突变为相同的碱基,且所有突变位点均呈转换方式.结论:Cyt b基因序列比S-rRNA基因序列具有相对高的突变率;研究的2个基因片段的突变位点的碱基置换主要呈转换方式;来自2个三疣梭子蟹居群样本的线粒体S-rRNA基因的突变发生在同一位点且突变为相同碱基,表明2个居群具有较近的亲缘关系.

我国主要地方绵羊品种mtDNA细胞色素b基因PCR-RFLP研究

应用PCRRFLP方法,对我国9个地方绵羊品种和3个引入品种共计120个个体的线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b(cytb)基因进行了分析。结果表明,12种限制性内切酶在所研究的个体中共检测到22个酶切位点,15种限制性态型,其中StuⅠ、EcoRⅠ和MboⅡ表现出多态,15种限制性态型归结为4种基因单倍型,即单倍型Ⅰ、单倍型Ⅱ、单倍型Ⅲ和单倍型Ⅳ。单倍型Ⅰ为受试绵羊品种的基本单倍型。线粒体DNA细胞色素b基因遗传多态度为0.0142%,说明我国地方绵羊品种线粒体DNA多态度贫乏。

三江源和祁连山国家公园雪豹种群的遗传结构分析

掌握遗传信息对濒危物种的保护和管理具有重要意义。本研究在我国雪豹重要分布区祁连山和三江源国家公园分别采集粪便样品,利用mtDNA的cyt b基因、微卫星多态性位点进行了雪豹的物种鉴定、个体识别和种群遗传结构评估。在采集286份疑似雪豹粪便样品中,成功的对86份雪豹样品进行了扩增鉴定,利用微卫星位点进行个体识别获得41只雪豹个体,其中祁连山国家公园26只,三江源国家公园15只。通过等位基因数、有效等位基因数、观测杂合度、期望杂合度、多态信息含量等指标进行种群遗传多样性评估,认为雪豹种群遗传多样性相对较低,但祁连山国家公园雪豹种群遗传多样性相对较高。STRUCTURE进行群体遗传结构分析表明,4个种群可以划分为3个遗传类群,祁连山国家公园的种群(YCW和QLS)与三江源国家公园种群(DC和SJ)的遗传差异,可能与种群间的地理隔离存在明显的相似性。

基于线粒体细胞色素b基因序列的新安江流域温州光唇鱼群体遗传研究

为了解新安江流域温州光唇鱼(Acrossocheilus wenchowensis)的群体遗传变异规律,本研究采集6个不同地理群体共170个体,采用线粒体基因组细胞色素b(mtDNA Cyt b)测序方法,研究群体遗传结构以及群体变化的历史动态。研究显示,温州光唇鱼不同地理群体间的遗传多样性差异较大,整体遗传多样性水平较低。群体间检测到了不同程度的遗传分化,但由于分化时间较短(上新世晚期),分子遗传变异主要来自于群体内。温州光唇鱼约于335万年前发生过群体扩张事件。群体扩张时,全球处于末次冰川时期的早期,群体的扩张并未受到低温的影响,因此,推测新安江流域可能是潜在的冰期避难所。祖籍地重建分析结果表明,新安江流域温州光唇鱼起源于率水上游和练江上游,经过一系列的群体扩散–隔绝–分化事件,形成现今的分布。原种的鉴定为新安江流域光唇鱼群体保育工作提供理论依据。

大黄鱼、鮸鱼及美国红鱼线粒体DNA的Cyt b基因序列比较

利用PCR技术对大黄鱼Pseudosciaena crocea、鮸鱼Scioenops ocellatus和美国红鱼Miichthys miiuy线粒体DNA的细胞色素b(Cyt b)基因片段进行了扩增,PCR产物直接测序,分别获得大黄鱼和美国红鱼1140bp的序列,鮸鱼1125bp的序列。通过对3种鱼的Cytb序列的比对分析,得出3种鱼序列的相似性为91.49%;分析了3种鱼序列的碱基组成及碱基变异情况,发现3种鱼的序列差异明显,碱基替换较多,可以将Cytb基因作为种间分子鉴定或更高分类界元遗传分析的分子标记;计算了3种鱼序列的遗传距离并构建了系统树,结果显示,鮸鱼与美国红鱼的遗传距离较近。

长江中上游4个鲢群体遗传多样性分析

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)是我国重要的淡水经济鱼类,长江是其重要的种质资源库。为了研究长江中上游鲢群体遗传多样性现状,比较中上游群体的遗传分化,本研究采用线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b基因(Cyt b)和控制区(D-loop)序列分析了长江中上游鲢群体遗传多样性及遗传分化状况,为鲢资源的保护和开发提供科学依据。采集了长江中上游江津(JJ)、宜昌(YC)、嘉鱼(JY)、黄冈(HG)等4个鲢群体共151尾样本。结果表明:135条Cyt b序列共检测出53个多态位点和19种单倍型,150条D-loop序列共检测出94个多态位点和48种单倍型,平均单倍型多样性指数(Hd)和核苷酸多样性指数(Pi)分别为0.693、0.00748和0.902、0.01557,2个标记数据均显示上游群体遗传多样性较中游群体高;群体间的分化指数(FST)和基因流(Nm)均表明长江上游(JJ)和中游(YC、JY、HG)地理群体间存在显著遗传分化。基于单倍型构建的NJ系统发育树及单倍型中值连接网络分析图显示,长江中上游鲢群体可划分为两个谱系,其中一个谱系主要源自上游群体。

岩羊不同种群细胞色素b基因序列差异的初步分析

测定了来自四川和宁夏两个种群的岩羊Pseudoisnayaur共 10个个体的线粒体DNA细胞色素b基因全序列(114 0bp) ,分析了碱基组成和变异情况以及核苷酸序列差异 ,计算了岩羊种群的核苷酸多样性 ,采用简约法和距离矩阵法构建了不同的分子系统树 ,得到了相似的拓扑结构 ,从分子水平初步探讨了岩羊不同种群的遗传结构。结果显示 :岩羊整个群体的遗传多态性较高 ,四川种群的遗传变异水平较宁夏种群的高 ;同时 ,四川种群岩羊个体之间的平均序列差异为 2 15 ,宁夏种群岩羊个体之间的平均序列差异为 0 71,四川种群和宁夏种群之间的序列差异为2 6 1,这反映了四川种群和宁夏种群种群内的差异以及四川种群和宁夏种群种群间的差异都属于个体间的变化 ;然而四川种群的个体 11(Si11)与该种群内的其它个体的平均序列差异和平均Kimura两参数距离远高于它与宁夏种群个体间的相应数值 ,存在着较为明显的分歧。形成这一现象的原因可能要涉及到岩羊在中国的地理演化和扩散问题。

家鹅线粒体细胞色素b跨膜螺旋结构分析

采用PCR和DNA测序技术测定了6个中国家鹅品种和2个欧洲鹅品种25个个体线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）的部分序列，经测序分析表明该序列（1401bp）包括了细胞色素b（cytochrome b，Cytb）基因的完整序列（1143bp）。通过对家鹅线粒体基因组的研究，首次报道了家鹅线粒体Cytb的跨膜螺旋结构，并对家鹅Cytb跨膜螺旋结构及各区域序列的变异特征进行了分析。结果表明：鸿雁、灰雁和白额雁的Cytb具有完整而且完全相同的跨膜螺旋结构；家鹅Cytb基因的核苷酸序列在膜内、膜间和膜外的变异位点数分别为12、9和10，膜内、膜间的变异均属同义替换，而膜外有2个位点发生了非同义替换，表明跨膜螺旋的膜外区域变异程度高于膜间和膜内。研究的结果将为进一步探讨家鹅细胞色索b结构与功能的关系奠定基础。所测定的基因序列已登录国际GenBank数据库，序列号为AY427800-AY427805和AY427812-AY427814。

线粒体DNA短片段复合扩增系统鉴别种属的研究

目的建立线粒体DNA短片段复合扩增体系用于种属鉴定的方法。方法提取人、牛、猪、羊、鸡的DNA,用所选的3对引物复合扩增细胞色素b基因(cyt b)片段、16srRNA基因片段和ND4基因片段,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳检测。结果人DNA扩增产物在358bp、157bp和110bp处各出现一条带;动物DNA扩增产物均只有358bp一条带。结论线粒体DNA短片段复合扩增鉴别种属的方法可区分人源性生物检材和其它动物样本,可应用于法庭科学实践。

基于线粒体细胞色素b基因序列的蜻亚科部分种类分子系统学研究(蜻蜓目:蜻科)

通过PCR及PCR产物的直接测序技术,测定了蜻蜓目蜻科蜻亚科的灰蜻属、宽腹蜻属和蜻属共7种蜻蜓的线粒体DNA细胞色素b基因的部分核苷酸序列(长度为576 bp),探讨了蜻亚科的分子系统学.在所有序列中A+T平均含量较高,为70.2%,而氨基酸密码子第3位点的A+T平均含量最高,为85.4%.多态位点数为180个,占总位点数的31.25%,显示出DNA序列变异丰富.基于邻接法、最大简约法和贝叶斯法的分子系统发生,分析结果支持灰蜻属是较进化的类群,宽腹蜻属次之,蜻属是相对分化较早、较古老的类群,这3个属的关系是蜻属→宽腹蜻属→灰蜻属.

三个鲤品种线粒体基因片段序列保守性

在红鲤、镜鲤和野鲤中进行线粒体 1 6SrRNA和Cytb基因片段的序列测定。结果发现 ,3个鲤品种在多达 859个碱基长度上无变异 ,但是与已报道的鲤全序列中的同源序列则有约 1 5%的趋异。这个结果提示 3个鲤品种可能在起源中是独立的一支 。

基于细胞色素b基因序列对蜻科部分种类系统进化研究(蜻蜓目:差翅亚目)

采用PCR产物直接测序法,获得了蜻科6属9种蜻蜓的线粒体细胞色素b(Cytb)核苷酸序列(长度576 bp)。A+T平均含量较高,为69.2%。氨基酸密码子第三位点的A+T平均含量最高(86.5%)。变异位点数为216个(约占37.5%),简约信息位点148个,数据显示这几种蜻蜓之间DNA序列变异丰富。用一种豆娘Megalestes maai作外群构建系统发育树表明:蜻科为单系群,灰蜻属较进化,黄蜻属相对较古老一些。这6属的起源关系为:黄蜻属和赤蜻属→宽腹蜻属→椎腹蜻属和红蜻属→灰蜻属。

中国明对虾的种群遗传结构和地理变异

采用分子系统地理学的研究方法,以烟台群体(YT)、青岛群体(QD)、珠海群体(ZH)(为3个野生群体)以及阳江群体(YJ)(为养殖群体)等4个地理种群的51个中国明对虾个体为实验材料,探讨了中国明对虾地理分布格局的形成原因,并在51个样品中成功扩增出了525 bp的线粒体DNA细胞色素b(m tDNA cyt-b)片段,发现16个变异位点没有插入/缺失,很大程度上倾向于转换(Transition)或颠换(Transversion),Ti/Tv=2.4∶1,变异位点多发生在密码子的第3位点,而密码子的第2位点没有变异位点.在4个地理种群中,共有9种m tDNA单倍型,且均具有较高的单倍型多态性.AMOVA分析发现,各地理区域之间存在显著的遗传分化(62.33%),而区域内和种群内的遗传变异分别只有25.53%和12.14%,种间大部分分子变异是由各地理种群之间单倍型的差异引起的.NJ法构建的系统树显示,9个单倍型被分成黄/渤海地区和南海地区2个明显的类群,这说明2个类群发生了较明显的遗传分化,估计与地理及生殖隔离有关.