山羊鲍曼不动杆菌分离鉴定及16SrRNA系统发育分析

2013年初,山东潍坊某羊场的羊群发病,从发病羊器官分离到2株病原细菌。对病原细菌进行鉴定,并对其与已知同种异源菌株相似性差异进行分析。对分离的菌株经形态特征、培养特性、生化试验及致病性试验进行鉴定,再通过设计通用引物扩增分离菌株16S rRNA基因,测序后进行序列比较和系统发育分析。结果显示:分离菌株为鲍曼不动杆菌,耐药性强,仅对舒巴坦和强力霉素敏感,对小白鼠具有较强致病作用,2株分离菌株核苷酸序列之间同源性为100%,与GenBank中收录的NC009085株(人源)鲍曼不动杆菌标准菌株核苷酸序列同源性为100%,与绵羊源、牛源、鹅源鲍曼不动杆菌参考菌株核苷酸序列同源性分别为100%、99.9%、99.9%。可见该分离株与人源、绵羊源、牛源和鹅源鲍曼不动杆菌的亲缘关系较近,可能为人畜共患病病原体。

茶树大面白叶绿体基因组特征、密码子偏好性及其系统发育分析

茶树大面白(Camellia sinensis cv.‘Damianbai’)在1985年被全国农作物品种审定委员会认定为国家品种,其起源以及与其他茶树品种之间的进化关系尚不清晰。以茶树大面白为试验材料,采用高通量测序技术对茶树大面白叶绿体全基因组进行测序、组装、注释,采用生物信息学软件对其叶绿体的基因组特征、系统发育和密码子偏好性进行分析。结果表明,茶树大面白叶绿体基因组全长157 129 bp,为典型的四分体结构,包括1个LSC区(86 687 bp)、1个SSC区(18 282 bp)和2个IR区(包括IRa和IRb,均为26 080 bp)。大面白叶绿体基因组共注释到135个功能基因,包括90个CDS基因;8个rRNA基因和37个tRNA基因。共检测到52个SSR和50个Longrepeat,SSR只有A/T单核苷酸重复序列,Longrepeat只存在正向重复和回文重复2种类型。茶树大面白叶绿体基因组密码子使用偏性主要受自然选择的影响,受内部突变压力的影响小。茶树大面白叶绿体基因有14个最优密码子(AAU、GAU、UGU、AAA、UAA、GCA、GCU、GGU、CCU、GUA、CGU、CUU、AGU、UCU)。茶树大面白与凤凰单丛茶白银(Camellia sinensis isolated Baiyin cultivar Phoenix Dancong Tea,OL690374)亲缘关系较近。本研究分析了大面白茶树叶绿体基因组序列特征及系统发育进化关系,为加强茶树大面白种质鉴定及其资源多样性的开发利用提供了参考依据。

酸模叶蓼叶绿体基因组特征及系统发育分析

为探究酸模叶蓼(Persicaria lapathifolia)的叶绿体基因组特征及其系统位置,本研究采用Illumina平台对酸模叶蓼的叶绿体全基因组进行测序。结果表明,酸模叶蓼叶绿体基因组由4部分组成,总长度为159 052 bp,其中,大单拷贝区(LSC)长度为83 621 bp,小单拷贝区(SSC)长度为13 149 bp, 2个反向重复区长度均为31 141 bp。基因组序列总的鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)含量为38%,共注释得到128个独特基因,包含83个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和37个tRNA基因。酸模叶蓼叶绿体基因组相对同义密码子使用度大于1.00的密码子共有32个,其中,有29个以A/U结尾,有3个以G结尾。在酸模叶蓼叶绿体基因组中共检测209个符合条件的SSR位点,以单核苷酸重复占绝对优势,主要是A/T碱基。系统发育分析表明,酸模叶蓼与香蓼(Persicaria viscosa)的亲缘关系最近。本研究可为蓼科(Polygonaceae)叶绿体基因组及系统发育分析提供基础参考资料。

黑龙江省扶余市麦穗鱼舌状绦虫裂头蚴的分子鉴定和系统发育分析

为鉴定从黑龙江省扶余市麦穗鱼腹腔内收集的绦虫裂头蚴的种类,本试验采用PCR方法分别对其核糖体内转录间隔区(ITS)和线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因进行扩增和序列测定。运用DNASTAR软件的MegAlign程序分析核苷酸同源性,采用邻接法构建基于ITS和COⅠ基因序列的系统进化树,以此分析分离虫株种内与种间的系统发育关系。结果显示,各分离虫株的ITS1和ITS2基因与舌状绦虫(AY121751)的核苷酸序列同源性最高,分别为98.8%~100%和99.6%~99.7%;各分离虫株的COⅠ基因与肠舌状绦虫(EU241273)的核苷酸序列同源性最高,为91.2%~94.7%。基于ITS序列构建的系统进化树显示,舌状绦虫和双线绦虫的ITS序列具有高度的保守性,ITS区域可能不适宜作为区分舌状绦虫属内部种类的可靠分子标记。基于COⅠ基因构建的系统进化树显示,分离虫株与土耳其、俄罗斯和欧洲的肠舌状绦虫分离株进化关系最近。根据序列同源性和COⅠ基因进化树结果,初步将本试验所分离虫株鉴定为肠舌状绦虫。结果表明,COⅠ基因更适合于舌状绦虫属种类的鉴别。本试验为舌状绦虫的分子流行病学调查提供了参考。

螺旋果苜蓿组叶绿体基因组进化和系统发育分析

本文采用Illumina NovaSeq 6000平台对螺旋果苜蓿组3个国审品种进行叶绿体基因组测序、组装和注释,并与南苜蓿(Medicago polymorpha)、天蓝苜蓿(M.lupulina)和小苜蓿(M.minima)进行比较分析。结果表明:‘楚雄’南苜蓿(M.polymorpha‘Chuxiong’)、‘淮阴’南苜蓿(M.polymorpha‘Huaiyin’)和‘陇东’天蓝苜蓿(M.lupulina‘Longdong’)叶绿体基因组长分别为123472 bp,124229 bp和124107 bp,总GC含量分别为:34.2%,34.1%和34.2%,共编码110~111个基因。首次发现‘陇东’天蓝苜蓿具有一个226 bp的IR(Inverted repeat lacking clade)区特征序列(含rps12基因)。‘楚雄’南苜蓿和‘淮阴’南苜蓿各有17个内含子,但‘陇东’天蓝苜蓿只有14个内含子。在6个材料基因组中,在替换率加快的accD和ycf1中检测到简单重复序列,替换率加快可能与简单重复序列插入有关。系统进化树表明,‘楚雄’南苜蓿和‘淮阴’南苜蓿与南苜蓿亲缘关系较近,‘陇东’天蓝苜蓿与天蓝苜蓿亲缘关系最近。本研究为螺旋果苜蓿组分类和叶绿体基因组反向重复区研究提供理论依据。

天南星科植物叶绿体基因组结构特征及系统发育分析:以天南星等20个物种为例

目的:天南星科植物资源丰富、分布广泛。研究天南星科植物叶绿体基因组特征,为天南星科的系统发育及进化研究提供依据。方法:本研究以GenBank数据库中获得的20条该科植物叶绿体全基因组序列为基础数据,利用REPuter、MISA、mVISTA和MAFFT等软件分析其重复序列、基因组差异、IR边界和系统发育等特征。结果:天南星科植物叶绿体基因组长度介于158521~175906 bp之间,共编码129~139个基因。在20个该科物种中,均检测出50条重复序列,正向重复和反向重复为主要类型,并鉴定出253~482个SSR位点,单核苷酸和二核苷酸重复居多。序列全局比对表明其非编码区的差异较大,并发现accD、ycf2和ycf1三个高度可变区。共线性分析可知,基因组序列同源性较高,只有一个物种发现重排或倒位现象。IR边界分析表明天南星科植物有一定保守性。所筛选的SSR位点和高度可变区可用于遗传多样性分析、物种鉴定和DNA条形码等。结论:本研究明确了天南星科物种的系统发育关系,为天南星科物种进化和遗传多样性研究提供了一定的科学依据。

黑熊源蛔虫的分子鉴定及其线粒体pcox1、pnad5基因的系统发育分析

为鉴定黑熊源蛔虫的种类及分析其系统的发育特征,本实验对长沙生态动物园黑熊肠道内分离的6株蛔虫采用PCR扩增其线粒体部分cox1基因(pcox1)和部分nad5基因(pnad5)并测序,采用DNAStar 5.0软件分析这两种基因与GenBank中不同蛔虫相应基因序列的同源性;利用Dna SP 5.0软件分析pcox1和pnad5基因的单倍型数量、核苷酸多样性以及序列之间的核苷酸差异;并采用MEGA7软件构建二者的进化树分析黑熊源蛔虫的遗传进化关系。PCR结果显示,6株黑熊源蛔虫pcox1、pnad5基因分别为408 bp和528 bp,两种基因序列之间的同源性分别为99.30%~100%和99.20~100%,与Gen Bank中转移贝蛔虫相应基因序列的同源性分别为96.80%~99.80%和95.10%~95.30%。DnaSP 5.0软件分析结果显示,黑熊源蛔虫pcox1基因共检测到5个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.933±0.015和0.00675,核苷酸差异平均值为2.733;pnad5基因共检测到6个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为1.000±0.00926和0.00756,平均核苷酸差异为4.000。基于pcox1和pnad5基因构建的系统进化树显示,6株黑熊源蛔虫均与转移贝蛔虫聚为同一分支;与贝氏西蛔虫聚为一大支,与其他蛔虫遗传距离较远。上述结果表明6株黑熊源蛔虫均为转移贝蛔虫,且他们的遗传变异程度均较低,pcox1基因和pnad5基因均可作为转移贝蛔虫分类鉴定的分子标记。本研究首次对黑熊源蛔虫进行分子鉴定并分析其的遗传进化关系,为转移贝蛔虫的分类鉴定以及野生黑熊蛔虫病的防治提供参考。

二倍体紫苏线粒体基因组特征及其系统发育分析

[目的]通过注释和组装二倍体紫苏线粒体基因组,旨在丰富其组学数据,为紫苏的种质鉴评和品种选育提供参考。[方法]利用Illumina和PacBio数据的组合,对二倍体紫苏的整个线粒体基因组进行了测序、注释和组装。[结果]组装得到的二倍体紫苏线粒体基因组长301156 bp,具有典型的环状结构。基因组的GC含量为45.23%,共鉴定出59个独特基因,包括37个编码蛋白质的基因、20个tRNA基因和2个rRNA基因,其中8个编码蛋白质的基因含有18个内含子。二倍体紫苏线粒体基因组的密码子显示出明显的A/T偏好。检测到180个分散重复序列、78个简单序列重复和6个串联重复序列。此外,70个序列片段(12680 bp)已从叶绿体转移到线粒体基因组,占整个线粒体基因组的4.23%。系统发育分析显示,在唇形科植物中,二倍体紫苏与丹参和Platostoma chinense最为密切相关。种间Ka/Ks比较表明,28个编码蛋白质的基因的Ka/Ks<1。[结论]本研究充实了二倍体紫苏线粒体基因组数据,可为其种质资源鉴评、新品种选育等研究提供理论依据。

紫菜薹叶绿体全基因组序列及其系统发育分析

紫菜薹(Brassica rapa var.purpuraria)是十字花科芸薹属白菜亚种中的一个变种,通过Illumina高通量测序平台,对其叶绿体基因组进行测序、组装和注释。结果表明,紫菜薹叶绿体基因组为典型的四分环状结构,大小为153483 bp,GC含量为36.36%,由长度为83282 bp的大单拷贝区(LSC)、17775 bp的小单拷贝区(SSC)和1对各26213 bp的反向重复区(IRa/IRb)组成。基因组注释共得到132个基因,包括:87个蛋白编码基因,37个tRNA和8个rRNA。共鉴定到313个简单重复序列(SSR)和37个散在重复序列。密码子偏好性分析发现存在偏好使用A/U碱基结尾的现象。边界分析和序列变异分析显示,芸薹属叶绿体基因组非常保守,其中SSC区差异性最大,变异程度最高,IR区差异性最小,最为保守。基于叶绿体基因组序列的系统发育分析表明,紫菜薹在分类上与白菜的其他变种在一个小分支中。研究结果可为芸薹属植物,特别是白菜种的分类学、系统学和生物地理学研究提供参考。

西氏熊蜂线粒体基因组结构特征及系统发育分析

本研究利用二代测序技术对西氏熊蜂(Bombus sichelii)的线粒体基因组进行了测序、组装和注释,并对其线粒体基因组的组成、结构特征、基因重排及系统发育等方面进行了生物信息学分析。结果表明:西氏熊蜂线粒体基因组长度为15711 bp,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因;线粒体基因组全序列、蛋白编码基因的串联序列、tRNA串联序列、rRNA串联序列的A+T含量均大于80%,表现出明显的碱基偏倚;13个蛋白编码基因的起始密码子均为ATN,终止密码子为TAA,TAG或T--。tRNA二级结构预测发现,trnS 1与其他昆虫具有相同的特征,即缺少DHU臂和DHU环,其余21个tRNA均能形成典型的三叶草结构;系统发育进化分析结果高度支持西氏熊蜂与火红熊蜂(B.pyrosoma)隶属于黑熊蜂亚属(Melanobombus)。本研究首次获得西氏熊蜂线粒体基因组序列,初步鉴定了其线粒体基因组的特征,为进一步对熊蜂线粒体基因组学和系统发育关系的研究奠定了基础。

草珊瑚与海南草珊瑚叶绿体基因组结构及系统发育关系分析

利用Illumina全基因组测序数据组装了草珊瑚和海南草珊瑚叶绿体全基因组,两者总GC含量均为39%;草珊瑚叶绿体基因组总大小为158881 bp,包含一个88169 bp的大单拷贝区(LSC)、一个18446 bp的小单拷贝区(SSC)和一对26133 bp的反向重复区(IRs);海南草珊瑚叶绿体基因组总大小为158826 bp,包含一个88104 bp的LSC、一个18440 bp的SSC和一对26141 bp的IRs;二者均注释得到128个基因,包括84个蛋白编码基因(CDS)、8个rRNA基因和36个tRNA基因;系统发育树表明,草珊瑚叶绿体基因组与NCBI下载的两个草珊瑚基因组序列聚为一支,再与海南草珊瑚聚为一支,草珊瑚属与金粟兰属互为姐妹群。

心叶毛蕊茶叶绿体基因组特征及系统发育分析

为了探明心叶毛蕊茶〔Camellia cordifolia(Metc.)Nakai〕叶绿体基因组结构特征及系统发育关系,基于Illumina NovaSeq测序平台的高通量测序技术首次对心叶毛蕊茶叶绿体基因组进行测序,并利用生物信息学相关软件对该基因组进行了组装、注释、图谱绘制以及序列特征分析,并基于叶绿体基因组构建了山茶属(Camellia Linn.)16个物种的系统发育树。结果显示:心叶毛蕊茶的叶绿体基因组呈现典型的四分体结构,全长156745 bp,总GC含量为37.3%;基因组有135个基因,其中包括90个蛋白质编码基因、37个tRNA基因以及8个rRNA基因。密码子偏好性分析发现心叶毛蕊茶叶绿体基因密码子偏好以A或U结尾,但整体上密码子使用偏好性较弱。重复序列分析共检测到57个长重复序列和73个简单重复序列(SSR)位点。反向重复区(IR)边界结构分析发现不同物种rps19、ndhF和ycf1(假基因)基因长度以及与边界的距离存在一定差别。系统发育分析表明心叶毛蕊茶与连蕊茶组(Sect.Theopsis Coh.St.)的尖连蕊茶〔Camellia cuspidata(Kochs)Wright ex Gard.Chron.〕亲缘关系较近(自展支持率为100%)。综合研究结果显示:心叶毛蕊茶叶绿体基因组的长度、结构及排列顺序具有高度保守性,IR区边界在进化过程中发生了一定程度的收缩,最常用到的密码子是编码异亮氨酸(Ile)的AUU,以单核苷酸A/T重复序列为主的SSR位点较丰富,叶绿体基因组的碱基组成偏好使用A或T;从分子系统发育的角度支持毛蕊茶组(Sect.Eriandria Coh.St.)与连蕊茶组合并的观点。

犬及犬寄生蜱的巴贝虫检测和系统发育分析

目的 了解江西南昌某警犬基地犬及犬寄生蜱的巴贝虫感染情况,并分析阳性样本的巴贝虫系统发育情况。方法 2022年8—10月在南昌某警犬基地,采集犬血液标本及犬体表蜱,采用靶向巴贝虫属18S rRNA、ITS-1、COX1、HSP70基因的特异性引物进行PCR检测及序列比对分析。结果 调查宿主犬52只,采集到犬血样标本47份,寄生蜱264只,经鉴定均为血红扇头蜱,分成110个待测蜱标本。2份蜱标本检测出巴贝虫DNA,阳性率为1.82%;而犬血液标本未检出。基于巴贝虫属18S rRNA、ITS-1、COX1、HSP70基因扩增的序列比对和系统发育分析表明,本研究中鉴定出的2株巴贝虫与韦氏巴贝虫(Babesia vogeli)聚集在同一分支。结论 南昌某警犬基地犬体表蜱存在韦氏巴贝虫(B.vogeli)感染,对周边动物有潜在感染的风险,应加强预防和控制措施。

西南牡蒿叶绿体基因组特征及系统发育分析

为探究西南牡蒿(Artemisia parviflora)的叶绿体基因组结构特征及其系统位置,该研究利用高通量测序技术对其进行测序,并借助生物信息学工具进行分析。结果表明:(1)西南牡蒿叶绿体基因组长151 047 bp,呈现为由4部分组成的环状双链结构,GC含量为37.5%。(2)共注释115个基因,包括81个蛋白编码基因、4个rRNA基因及30个tRNA基因。(3)检测到68个简单重复序列(SSRs)和37个长重复序列。(4)西南牡蒿叶绿体基因组的密码子使用偏性较弱,其主要受自然选择的影响,高频密码子偏向以A/U结尾。(5)西南牡蒿叶绿体基因组的IR区未出现明显的扩张或收缩;筛选出了trnH-psbA、rpl16-rps3、ycf15-trnL-UAG、ndhA和ycf1 5个高变异区域,可作为鉴定龙蒿亚属植物的潜在分子标记。(6)系统发育分析揭示了西南牡蒿在龙蒿亚属中的系统位置及蒿属内各亚属的系统发育关系。该研究为蒿属植物后续的分子标记开发和系统发育研究提供了参考。

瘤胫果实蝇线粒体全基因组分析与系统发育

【目的】明确瘤胫果实蝇[Bactrocera Bactrocera tuberculata(Bezzi)]线粒体全基因组序列特征,探究其系统发育地位,为瘤胫果实蝇分子标记、物种鉴定和进化遗传学研究提供参考依据。【方法】采用高通量测序技术对瘤胫果实蝇的线粒体全基因组进行测序、组装、拼接和注释,获得基因组全序列,并对基因组基本结构进行分析;选择NCBI公布的果实蝇属近缘种20种实蝇的线粒体全基因组序列,基于最大似然法(Maximum likelihood,ML)进行系统发育分析。【结果】瘤胫果实蝇线粒体基因组序列总长度为15854 bp;具37个基因,其中包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码控制基因。瘤胫果实蝇线粒体基因组全序列A+T含量为73.2%;13个蛋白质编码基因共有密码子3755个,在蛋白质所有22种氨基酸密码子中,UUA(leucine)的使用频率N及相对密码子RSCU使用频率均最高,N(RSCU)为387(3.79);tRNA基因二级结构中,除苯丙氨酸(F)以及苏氨酸(T)缺少假尿嘧啶(T)环和丝氨酸(S1)缺少二氢尿嘧啶DHU环,其余19个tRNA基因均能折叠形成典型的三叶草二级结构,22个tRNA基因中,共存在178处碱基对错配,错配碱基对均为G-U。通过对其近缘种线粒体全基因组的系统发育分析,瘤胫果实蝇与桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)和杨桃实蝇(Bactrocera carambolae)聚在一起,表明3种实蝇的亲缘关系较近,与果实蝇亚属的其他种类聚在同个分支上,结果与形态鉴定一致。【结论】首次报道了瘤胫果实蝇线粒体全基因组,GenBank登录号MW 892726,测定和分析的瘤胫果实蝇线粒体基本结构特征,核苷酸组成、系统进化分析,支持瘤胫果实蝇属于果实蝇亚属,为物种诊断、进化生物学和防治研究提供依据。

南极菲尔德斯半岛土壤产酶细菌的鉴定及其系统发育分析

本研究针对菲尔德斯半岛10个不同微生态环境的土壤细菌,采用专用产酶平板培养法和16SrDNA测序法分别对分离菌的产胞外酶能力及系统发育进行了分析。结果显示:大多数产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、酯类水解酶和藻胶酶等的菌株主要分布在离海岸较近、动植物比较丰富的区域,而半岛内陆产酶菌的数量与种类较少。在125株产胞外酶菌中发现有87株产酶能力较高,且许多株可产两种以上的酶;另外所有分离菌均不产明胶酶、卡拉胶酶和几丁质酶。64株产胞外酶能力较好代表菌的系统发育分析表明,它们共分布于7纲、17属;其中产淀粉酶菌株为3纲、5属,产蛋白酶菌株为7纲、14属,产纤维素酶菌株为1纲、1属,产酯类水解酶菌株为4纲、7属,产七叶苷酶菌株为7纲、13属,产DNA酶菌株为5纲、11属,产过氧化氢酶菌株为2纲、2属,产氧化酶菌株为1纲、1属。另外,还发现有6株菌可能为Pedobacter,Chryseobacterium,Flavobacterium和Kaistella属内的潜在新种。上述结果为研究开发低温微生物和适冷酶提供了有价值的参考和菌种源。

不同藏猪类群全线粒体基因组群体多样性与系统发育研究

本试验旨在研究藏猪4个类群的全线粒体基因组的群体多样性与系统发育关系。研究共收集120头分布在4个地区的藏猪进行重测序,组装线粒体基因组并对其进行分析。结果表明:西藏藏猪拥有相对高的遗传多样性(Pi=0.00111);四川藏猪与西藏藏猪的遗传距离相对更近(0.045)。构建系统发育树发现,甘肃藏猪与云南藏猪群体内部相对独立。单倍型分析发现4个藏猪群体存在27个单倍型,西藏藏猪拥有高于其他群体的单倍型分布(12/27)。综上所述,4个地理分布不同的藏猪群体全线粒体基因组存在差异,甘肃藏猪与云南藏猪的系统发育关系揭示了群体内部可能存在近交进而导致遗传距离降低。本研究为进一步更新藏猪类群遗传多样性与遗传结构提供了理论支持,并为藏猪的保种与利用奠定了基础。

江西铅山红芽芋叶绿体基因组特征及系统发育分析

为分析江西铅山红芽芋叶绿体基因组的结构组成情况,判定其在芋属中的进化位置及与同芋属叶绿体基因组的区别,为芋属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护提供相关依据。使用Illumina NovaSeq 6000测序平台对江西铅山红芽芋叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,并利用Geneious、MISA、MAFF、FASTTREE、CUSP、Chips和Codon W等生物信息学软件对其基因组结构和数目、密码子偏好性、序列重复、SSR位点和系统发育进行分析。结果表明,江西铅山红芽芋叶绿体基因组大小为16 2544 bp,呈现四分体结构。共包含130个基因,其中84个编码蛋白质的基因,37个t RNA基因,8个核糖体rRNA基因,1个假基因。通过密码子偏好性分析,平均有效密码子数为45.60,ENC值小于45的基因39个,说明其密码子偏好性强。通过SSR分析,检测到101个SSR位点,其中单核苷酸重复最多(约占83.17%),且单核苷酸以A/T型为主。与近缘种比较,发现其叶绿体基因组序列高度保守,尤其蛋白质编码序列相似度极高。此外,系统发育分析发现江西铅山红芽芋与芋属、岩芋属聚为一支。本研究得到了江西铅山红芽芋的叶绿体基因组基本情况与系统发育位置,为江西铅山红芽芋的物种辨别、天然种群遗传多样性与功能基因组学提供前期研究铺垫。

濒危植物秀丽兜兰叶绿体基因组特征与系统发育分析

秀丽兜兰(Paphiopedilum venustum)具有较高的观赏价值和保护生物学价值,野外资源濒临灭绝,叶绿体基因组(cpDNA)具有基因组小、结构稳定、高度的保守性等优点被广泛用于植物系统发育和物种鉴定,了解秀丽兜兰的叶绿体基因组结构,对揭示兜兰属植物的系统进化关系具有重要意义。本研究通过二代高通量测序技术获得秀丽兜兰叶绿体全基因组序列,利用GeSeq、blast和hmmer软件对叶绿体基因组进行注释,采用MISA、CodonW、fasttree等生物信息学软件对其基因组结构、基因数目、序列重复、密码子偏好性和系统发育进行分析。结果表明:秀丽兜兰叶绿体基因组结构保守,具有典型的环状四分体结构,一对反向重复区(IRs)将大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)分开,全长158298 bp,GC含量为35.4%,共注释得到129个基因,包括79个蛋白编码基因,38个tRNA基因、8个rRNA基因和4个假基因;检测到78个SSR位点,以单核苷酸重复和二核苷酸重复为主,分别占84.62%和10.26%,无五核苷酸重复,并且大多由A或T构成;确定了高频密码子32个,90.6%都以A或U结尾,编码亮氨酸(Leu)的密码子使用频率最高,而编码半胱氨酸(Cys)的密码子使用频率最低。通过比较18个兰科植物叶绿体基因组,构建系统进化树发现,紫花杓兰和西藏杓兰2个杓兰属植物被单独聚成一支,兜兰属被分成两大类,其中秀丽兜兰(P.venustum)与同属的紫纹兜兰(P.purpuratum)亲缘关系密切。本研究筛选出的SSR和核苷酸多态性能够作为兜兰属植物种质鉴定和遗传多样性的分子标记,可为珍稀濒危植物秀丽兜兰及其近缘种的种质鉴定、系统发育等提供理论依据,为兜兰属植物种群恢复、生物多样性保护、创新利用及新品种选育奠定基础。

黄鳍东方鲀线粒体基因组结构及系统发育研究

【目的】研究我国大洋河水域黄鳍东方鲀(Takifugu xanthopterus)的分子遗传学特性,为黄鳍东方鲀种质资源遗传多样性和系统发育分析提供基础数据。【方法】利用高通量测序技术,获得黄鳍东方鲀线粒体基因组全序列,分析线粒体基因组结构。【结果】黄鳍东方鲀线粒体基因组序列全长16444 bp(GenBank登录号:MT560586),由13个蛋白质编码基因、22个tRNAs基因、2个rRNAs基因、1个控制区和1个轻链复制起始区组成。13个蛋白质编码基因中仅有cox1基因起始密码子为特殊的GTG,其余蛋白质编码基因均以ATG为起始密码子,cox2和nad4终止密码子以单独的T结尾。偏好密码子(RSCU>2)分别是Arg(CGA)和Ser(UCC)。22个tRNAs基因除trnS1基因外,其余tRNAs二级结构均为典型的三叶草结构。以斑腰单孔鲀(Monotreta leiurus)为外类群,对16种东方鲀属线粒体基因组全序列进行进化关系分析。由贝叶斯法构建的系统发生树表明,黄鳍东方鲀与痣斑多纪鲀(T.chrysops)和豹纹多纪鲀(T.pardalis)的亲缘关系最近。【结论】黄鳍东方鲀的线粒体基因组结构和基因排列顺序符合鱼类基因组典型结构和排列特征。