高体(鱼狮)(Seriola dumerili)线粒体全基因组测定及结构特征分析

为快速有效鉴别(鱼师)属鱼类物种、加强(鱼师)鱼遗传多样性管理与种质资源保护,通过Illumina测序技术,获得了东海海域养殖高体(鱼师)(Seriola dumerili)线粒体基因组全序列(16 530bp),碱基组成为A (26.83%)、G (17.6%)、C (30.04%)和T (25.53%), A+T含量为52.36%,且非编码控制区(D-loop)A+T富含61.64%,表现明显的AT偏好性。与其他硬骨鱼一样,高体(鱼师)线粒体基因组包含13条蛋白编码基因, 22个tRNA基因, 2个rRNA基因,除ND6、tRNA^Gln、tRNA^Ala、tRNA^Asn、tRNA^Cys、tRNA^Tyr、tRNA^Ser、tRNA^Glu、tRNA^Pro基因外,其余均位于H链编码;蛋白编码基因中,除COⅠ、COⅡ和ND5的起始密码子分别为ATC、ATA和ATA外,其余10个蛋白编码基因的起始密码子均为ATG,以典型的TAA和TAG为终止密码子,在ND4和Cytb中存在不完全密码子T;除tRNA^Ser-GCT外,其余21个tRNA均为典型三叶草二级结构。比较中国和日本海域高体(鱼师)线粒体基因组发现, CO Ⅰ、CO Ⅱ和ND5蛋白编码基因在起止位置、片段长度及起止密码子上存在显著差异。此外,与同属的黄条(Seriola aureovittata)和五条(鱼师)(Seriola quinqueradiata)的线粒体基因组13个蛋白编码基因进行两两对比分析,结果表明3种(鱼师)属鱼类的蛋白编码基因的相似性在85%~100%之间。基于线粒体基因组全序列构建的系统发育树,成功将高体(鱼师)与其他(鱼师)属鱼类有效区分,高体(鱼师)与长鳍(鱼师)同属一支,亲缘关系最近;黄条(鱼师)和五条(鱼师)聚为一支,亲缘关系最近。     

应用新一代测序技术测定大室别藻苔虫线粒体基因组全序列

线粒体基因组的获得传统上通常是采取长PCR结合鸟枪法或步移法测序。近年来新一代测序技术蓬勃发展,以454,Solexa和SOLiD测序平台为代表。应用新一代高通量测序技术(Solexa)并结合巢式PCR扩增,完成了大室别藻苔虫(Membranipora grandicella)的线粒体基因组全序列。大室别藻苔虫线粒体基因组是目前国际上获得的第一条苔藓动物软壁亚目线粒体基因组全序列,基因组全长为15861 bp,比已完成的4种苔藓动物线粒体基因组略大。大室别藻苔虫线粒体基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和20个转运RNA基因。通过与已测得的苔藓动物进行比较,发现目前已完成的5个苔藓动物线粒体基因组的基因排列顺序显著不同。苔藓动物线粒体基因组基因排列的比较,今后可能会成为探讨该类群系统演化关系的重要信息来源。     

软体动物线粒体基因组不同组装策略的比较研究

软体动物线粒体基因组在大小、结构和功能存在巨大变异,不同组装策略往往会得到差异的结果,明确适合软体动物的线粒体基因组组装策略对开展基于线粒体基因组的相关研究具有重要意义。通过基因组浅层测序技术获取了软体动物主要类群(双壳纲、腹足纲、多板纲、头足纲)代表种类的基因组数据,应用目前主流的线粒体基因组组装软件(NOVOPlasty、Ray、MitoZ、SPAdes、GetOrganelle和MEANGS)在相同条件下进行组装并比较各个软件的组装效果[运行时间、基因组覆盖度、准确性、线粒体重叠群(Contigs)数目、结果文件存储空间占用],探讨线粒体基因组的组装策略。结果表明,基于不同组装策略的线粒体基因组组装软件的组装效果与物种的生物学分类无关,而与线粒体基因组大小有关。基于参考序列组装策略的NOVOPlasty和基于从头组装策略的MEANGS、GetOrganelle和MitoZ更适用于组装有着常见线粒体基因组大小的软体动物类群, MEANGS、Ray和SPAdes更适用于组装线粒体基因组偏大的软体动物类群,MitoZ可以一次性完成线粒体基因组的组装、注释以及可视化工作。研究结果提示不同...     

东方小藤壶Chthamalus challengeri（甲壳动物亚门：无柄目）线粒体基因组：小藤壶科基因排列比较及藤壶亚目系统发育分析

藤壶是潮间带生态、幼体发育以及生物防污损研究中重要的模式生物。目前，线粒体基因组学的发展有助于从线粒体基因组水平上更好地理解系统发育关系。本研究获得东方小藤壶Chthamalus challengeri完整线粒体基因组，大小为15358bp的环状分子。与藤壶亚目其它物种相比，东方小藤壶非编码区的长度较长，而基因区的长度则相近。东方小藤壶线粒体基因组A+T含量为70.5%。现有藤壶物种的线粒体基因组中存在起始和终止密码子的变化。同属的东方小藤壶和触肢小藤壶C. antennus具有共同的基因排列。然而，小藤壶科中不同属之间却具有不同的基因排列，包括两个tRNA基因出现易位，一个基因块出现倒置。值得注意的是，与以往藤壶亚目物种不同，小藤壶属两个物种的srRNA和lrRNA基因都在重链上编码。小藤壶科中进化树的拓扑结构与基因排列证据相互支持，系统发育分析表明小藤壶科是单系群，而藤壶科和古藤壶科则是多系群。     

日本鼓虾与鲜明鼓虾线粒体基因组全序列的分析比较

首先通过基因组DNA的提取、通用引物PCR扩增和长PCR扩增,从而获得日本鼓虾(Alpheus japonicus)的线粒体DNA;应用鸟枪法和引物步移法测序,获得了日本鼓虾的线粒体基因组全序列。结合GenBank线粒体基因组数据库中鲜明鼓虾(A.distinguendus)的线粒体基因组,比较分析了鼓虾线粒体基因组的基本特征、基因排列、蛋白质编码基因、选择压力和差异位点等。研究结果表明,在日本鼓虾线粒体基因组中共存在9对基因的重叠。日本鼓虾线粒体基因组全长16 487 bp,较鲜明鼓虾线粒体基因组(15 700 bp)长,主要是由于最大非编码区的长度存在差异。日本鼓虾与鲜明鼓虾线粒体基因组均编码37个基因,且37个基因的基因排列完全一致;与泛甲壳动物线粒体基因组的原始排列相比,仅出现1个转运RNA基因(trnE)的易位和倒位。2个鼓虾线粒体基因组蛋白质编码基因的起始密码子和终止密码子存在差异。除了cob基因外,其余12个蛋白质编码基因所编码氨基酸的数目均完全相同。鼓虾线粒体基因组13个线粒体蛋白质编码基因的Ka/Ks比值都远远低于1,显示出较强的负选择。在15个主编码基因中,nad5基因的变异位点数最多,其次是nad4基因和lrRNA基因。因此,nad5,nad4和lrRNA基因可以作为备选的分子标记,用于分析鼓虾不同物种和群体之间的生物多样性。     

棘皮动物线粒体基因组的基因重排、分子标记及系统发生分析

棘皮动物(echinoderms)是海洋生境中所特有的无脊椎动物重要类群,本文全面比较分析了棘皮动物29个物种的线粒体全基因组。线粒体基因组主编码基因的分析结果显示,海胆纲Echinoidea和海参纲Holothuroidea物种的基因排列完全相同;海星纲Asteroidea物种之间的基因排列也完全相同,然而与海胆纲、海参纲相比,存在一个长片段的倒位。海百合纲Crinoidea的栉羽星Phanogenia gracilis和花形羽枝Florometra serratissima主编码基因的基因排列完全相同,地中海海羊齿和海百合Neogymnocrinus richeri与此相比,均存在一个蛋白质编码基因(nad4L)的易位。蛇尾纲Ophiuroidea真蛇尾目Ophiurida的3个科(阳遂足科Amphiuridae、辐蛇尾科Ophiactidae和栉蛇尾科Ophiocomidae)主编码基因的基因排列完全相同,而同属于真蛇尾目,另外一个科(真蛇尾科Ophiuridae)的白色真蛇尾Ophiura albida和灰色真蛇尾Ophiura lutkeni,与同目的前3个科相比,存在3个蛋白质编码基因(nad1、nad2和cob)的倒位。蛇尾纲蔓蛇尾目Euryalida的海盘Astrospartus mediterraneus,与真蛇尾目5个线粒体基因组相比,存在主编码基因的重排。棘皮动物线粒体单基因的变异位点特征显示,nad5、nad4和nad2基因是理想的分子标记基因。基于29个线粒体基因组的氨基酸序列,通过两种方法(邻接法和最大似然法)所构建系统发生树的拓扑结构完全一致。支持其下分的5个纲(蛇尾纲、海参纲、海胆纲、海星纲和海百合纲)均为单系群。线粒体基因组的数据支持棘皮动物动物在纲层次的亲缘关系为:(((海胆纲+海星纲)+海参纲)+蛇尾纲)+海百合纲,海百合纲作为棘皮动物中最为古老的类群,位于系统发生树的根部。基于线粒体基因组构建的系统发生树,支持所有的科均为单系群;综合系统发生树及主编码基因的基因重排分析,均支持真蛇尾目并非单系发生,真蛇尾目的有效性还值得今后深入研究。     

文昌鱼线粒体基因组特征分析及分子标记探讨

线粒体基因组已被广泛应用于后生动物分子系统发育和群体遗传的研究。文昌鱼（Amphioxus）作为研究脊椎动物起源和进化的模式动物,在脊椎动物起源和进化研究中占据极为重要的位置。作者综合分析文昌鱼2科7个种的51条线粒体基因组全序列,全面揭示了文昌鱼线粒体基因组的基本特征。文昌鱼线粒体基因组均编码后生动物标准的37个基因...     

7个海星动物线粒体基因组比较及基因变异位点分析

与单基因相比,线粒体基因组是一个完整的体系,具有信息量丰富等优点,在过去的十几年间被广泛地应用于后生动物关键类群的分子系统发育和群体遗传学的研究.本论文综合分析了海星纲7个物种(多棘海盘车、赭色豆海星、多棘槭海星、砂海星、长棘海星、棘冠海星和海燕)线粒体基因组全序列,全面揭示了海星纲线粒体基因组的基本特征.海星线粒体基因组均编码后生动物线粒体基因组标准的37个基因.7个海星线粒体基因组的基因排列完全一致;与海胆纲及海参纲楯手目线粒体基因组的基因排列相比,海星线粒体基因组的基因排列存在4.6 kb长片段的倒位.长棘海星属13个线粒体蛋白质编码基因的非同义替换率(Ka)与同义替换率(Ks)比值都低于1.000 0(为0.006 0～0.221 9),显示出较强的负(纯化)选择.对海星纲线粒体基因组的基因变异位点分析结果表明,nad5、nad4基因可作为备选的分子标记,应用于海星纲群体遗传学的研究中.同时,在长棘海星属线粒体基因组变异位点分析中,nad5、nad4基因仍然可作为备选的分子标记,用于分析长棘海星不同群体及物种之间的生物多样性,为合理利用其生物资源及其生物多样性的保护提供基础资料.     

The mitochondrial genome of Chaeturichthys stigmatias provides novel insight into the interspecific difference with Amblychaeturichthys hexanema

Chaeturichthys stigmatias and Amblychaeturichthys hexanema belong to the family Gobiidae, which are offshore warm fish species and widely distribute in the western Pacific Ocean. In this study, the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I(COI) sequences and 12 S ribosomal RNA(12 S rRNA) sequences were used to analyze the interspecific differences between the two species. The phylogenetic analysis showed that the interspecific distance was significantly higher than the intraspecific genetic distance. The Neighbor-Joining tree showed two separate clusters, without sharing haplotype. The mitochondrial genome sequence of C. stigmatias was also reported. This genome was 17 134 bp in size, with a high A+T content of 55.9%. The phylogenetic analysis based on the tandem 13 coding protein genes nucleotide sequences indicated that C. stigmatias showed a close relationship with A. hexanema. This study can provide the basic genetic data for two species and will help for constructing the phylogeny of the Gobiiade.     

软甲纲(节肢动物门:甲壳动物亚门)系统发育线粒体基因组研究

Along with the sequencing technology development and continual enthusiasm of researchers on the mitochondrial genomes, the number of metazoan mitochondrial genomes reported has a tremendous growth in the past decades. Phylomitogenomics—reconstruction of phylogenetic relationships based on mitochondrial genomic data—is now possible across large animal groups. Crustaceans in the class Malacostraca display a high diversity of body forms and include large number of ecologically and commercially important species. In this study, comprehensive and systematic analyses of the phylogenetic relationships within Malacostraca were conducted based on 86 mitochondrial genomes available from Gen Bank. Among 86 malacostracan mitochondrial genomes, 54 species have identical major gene arrangement(excluding t RNAs) to pancrustacean ground pattern,including six species from Stomatopoda, three species from Amphipoda, two krill, seven species from Dendrobranchiata(Decapoda), and 36 species from Pleocyemata(Decapoda). However, the other 32 mitochondrial genomes reported exhibit major gene rearrangements. Phylogenies based on Bayesian analyses of nucleotide sequences of the protein-coding genes produced a robust tree with 100% posterior probability at almost all nodes. The results indicate that Amphipoda and Isopoda cluster together(Edriophthalma)(BPP=100).Phylomitogenomic analyses strong support that Euphausiacea is nested within Decapoda, and closely related to Dendrobranchiata, which is also consistent with the evidence from developmental biology. Yet the taxonomic sampling of mitochondrial genome from Malacostraca is very biased to the order Decapoda, with no complete mitochondrial genomes reported from 11 of the 16 orders. Future researches on sequencing the mitochondrial genomes from a wide variety of malacostracans are necessary to further elucidate the phylogeny of this important group of animals. With the increase in mitochondrial genomes available, phylomitogenomics will emerge as an important component in the Tree of Life researches.     

日本绒螯蟹线粒体DNA序列研究Ⅱ.16S rRNA

参考果蝇、卤虫与锯缘青蟹的线粒体 DNA16 S r RNA基因序列进行了日本绒螯蟹相同基因片段的引物设计、PCR扩增及序列测定 ,得到 56 7bp的碱基序列 ,其 A、T、G、C含量分别为194 bp(34.2 2 % )、2 16 bp(38.10 % )、98bp(17.2 8% )、59bp(10 .4 1% ) ,与果蝇、卤虫及锯缘青蟹类的 16 S r RNA基因片段序列含量相似。     

尾索动物线粒体基因组特征比较及分子系统发育

为全面揭示尾索动物线粒体基因组的基本特征,作者系统分析了12种尾索动物的线粒体基因组全序列,尾索动物线粒体基因组所有的基因均在同一链上编码,这与脊椎动物、头索动物线粒体基因组的基因分布特征显著不同.与后生动物线粒体基因组标准的基因组成相比,尾索动物线粒体基因组存在转运 RNA基因的增加以及部分物种 atp8基因的缺失.在尾索动物线粒体基因组中发生了大规模的基因重排,即使在同属物种的线粒体基因组中,也存在主编码基因的基因重排及基因缺失.尾索动物线粒体基因组蛋白质编码基因的起始密码子、终止密码子及氨基酸长度存在明显差异.2个玻璃海鞘(Ciona intestinalis 和 C. savignyi)线粒体基因组12个蛋白质编码基因的 Ka/Ks 比值都低于1(0.0927~0.6752),显示出一定的负选择.在所有的主编码基因中, nad5基因和nad4基因的变异位点最多,可以作为备选的分子标记,用于分析尾索动物不同物种之间的生物多样性.基于线粒体基因组的系统发育分析,支持尾索动物在科级的亲缘关系为:(((柄海鞘科 Pyuridae+芋海鞘科 Styelidae)+(((三段海鞘科Polyclinidae+星骨海鞘科Didemnidae)+簇海鞘科Clavelinidae)+玻璃海鞘科Cionidae))+长纹海鞘科Ascidiidae)+海樽科Doliolidae.     

白额纵沟纽虫(Lineus alborostratus Takakura)的线粒体基因组

通过PCR扩增、测序获得白额纵沟纽虫线粒体基因组全序列并进行了生物信息学分析.白额纵沟纽虫线粒体基因组全长15 476bp,包含后生动物线粒体基因组典型的13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和1个747bp的非编码区.除tRNA-Thr和tRNA-Pro基因外,其他基因均编码在重链上.基因组碱基组成具有AT偏向性,蛋白质编码基因偏好使用富含T的密码子.蛋白质编码基因的起始密码子均为ATG,终止密码子多为TAA或TAG,nad1、nad2、cytb基因具有不完全终止密码子T.预测的22个tRNA均具有典型三叶草结构.非编码区未发现在其他纽虫所报道的特殊茎环结构,但在nad4基因上发现有37 bp的发卡结构.白额纵沟纽虫的基因排列、起始密码子、tRNA反密码子与Lineus viridis完全一致,两者rrnL和非编码区长度差别较大,前者具有较少核苷酸插入.     

两种大眼蟹线粒体16S rRNA基因序列分析

测定了宽身大眼蟹和日本大眼蟹线粒体16SrRNA基因部分片段的序列,其长度均为517bp。二者的核苷酸序列A,T,G,C的含量相似:宽身大眼蟹分别为33.3%,35.6%,19.9%,11.2%;日本大眼蟹分别为35.2%,35.4%,18.4%,11.0%。不包括6处插入/缺失位点,两序列间有63个变异位点,核苷酸差异率为12.26%,其中转换32个、颠换31个,转换与颠换比约为1.0。对国内外大眼蟹的24条长度为415bp的16SrRNA基因同源序列进行分析,A+T的平均含量为71.7%,明显高于G+C的平均含量,且存有变异位点171个,简约信息位点137个。中国和日本的日本大眼蟹之间的核苷酸差异率为4.42%,表明二者已有明显的遗传分化;中国的日本大眼蟹与日本的万岁大眼蟹之间的核苷酸差异率仅为0.21%,表明二者有可能为同一物种。上述结果得到了系统发生树拓扑结构的支持。     

棘皮动物线粒体基因组研究进展

线粒体基因组是存在于真核生物线粒体中的重要遗传物质,可独立进行复制、转录和蛋白质合成.与核基因组相比,线粒体基因组具有长度相对较短、点突变率高等特点,被认为是研究生物系统进化的重要对象之一.近年来,在海洋生物研究中,线粒体基因组已被广泛应用于遗传分析、种质鉴定、分子标记挖掘以及系统进化研究等领域并取得了丰富的成果.棘皮...     

8种石首鱼类线粒体基因组特征及分子系统进化分析

为探讨石首鱼科(Sciaenidae)鱼类分子系统进化关系,采用生物信息学方法分析了黑鳃梅童鱼(Collichthys niveatus)、棘头梅童鱼(C.lucidus)、大黄鱼(Larimichthys crocea)、小黄鱼(L.polyactis)、鮸鱼(Miichthys miiuy)、白姑鱼(Pennahia argentata)、黄姑鱼(Nibea albiflora)和皮氏叫姑鱼(Johnius belangerii)共8种石首鱼类线粒体基因组全序列的基本特征。结果显示,除皮氏叫姑鱼外,其余7种石首鱼类编码的37个基因排列顺序与脊椎动物线粒体基因组相同。基因组碱基分布存在不均衡现象,A+T含量高于G+C含量。线粒体基因组的基因变异位点分析结果表明,ND4和ND5基因可作为COI基因的辅助分子标记,应用于石首鱼类群体遗传学的研究中。黄鱼亚科5种鱼类13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值远低于1,显示出较强的纯化选择。皮氏叫姑鱼与其他石首鱼间的遗传距离均较大且亲缘关系较远,暗示叫姑鱼属或为石首鱼类中较为原始的类群。基于线粒体基因组全序列构建NJ系统树支持黄鱼亚科和白姑鱼亚科亲缘关系较近的形态学结论。而基于去除控制区后序列和13个蛋白质编码基因序列构建的系统树则表明两亚科鱼类间的差别在非编码区更为明显。     

缢蛏六群体线粒体DNA-COI基因序列变异及群体遗传结构分析

利用线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基(COI)基因序列片段对江浙闵沿海地区缢蛏三个野生群体(江苏射阳-WS、浙江象山-WX,福建霞浦-WP)和三个养殖群体(江苏射阳-CS、浙江象山-CX、福建焦城-CJ)的遗传结构进行初步分析.以特异引物进行PCR扩增,经纯化、测序、同源序列比对获得长度为556bp的核苷酸序列,其中A+T含量为66.2%,显著高于G+C含量.在缢蛏六群体98个个体中共检测到了56个单倍型和66个核苷酸多态位点,多态位点比例为11.7%.野生群体的平均核苷酸差异数和核苷酸多样性指数略高于养殖群体,但是野生群体和养殖群体的单倍型多态性指数均大于0.9,其单倍型较为丰富.此外,六群体均有各自特有的单倍型,但只有射阳野生群体与其他群体无共享单倍型,具有鉴定该群体的特异碱基序列.遗传距离和聚类结果显示,养殖群体与象山野生群体和霞浦野生群体间亲缘关系较近.     

海洋蛭弧菌DA5全基因组测序及序列分析

为深入挖掘和利用海洋蛭弧菌及其基因资源, 本研究利用Illumina HiSeq测序平台对一株属于嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax)的海洋蛭弧菌DA5进行了全基因组测序, 对基因组进行组装、基因预测和功能注释, 并与其他8株蛭弧菌进行了比较基因组分析。结果显示: DA5基因组大小为3.27Mb, GC含量为36.5%, 预测编码基因3175个。在DA5基因组中注释到303个基因具有直系同源蛋白簇分类, 与代谢通路相关基因1239个。比较基因组分析表明: DA5符合海洋蛭弧菌基因组的基本特征, 与其他8株蛭弧菌共有467个同源基因家族, 而DA5特有基因为266个。DA5中与细胞运动相关基因62个, 其中编码甲基受体趋化蛋白、鞭毛蛋白、鞭毛马达及其开关蛋白基因均与嗜盐噬菌弧菌BAL6_X的对应基因亲缘关系最近。对DA5全基因组序列的注释和功能分析, 为深入研究其捕食特性和作用机制, 并更有效地利用其防控海水养殖细菌病害提供了基础。     

南极磷虾(Euphausia superba)线粒体基因组特征及其分子标记应用

为揭示南极磷虾（Eupahusia superba）（甲壳动物：软甲纲：磷虾目）线粒体基因组特征，及通过比较不同海域南极磷虾的线粒体基因组探讨潜在的分子标记，采用Long PCR扩增技术获得采自普里兹湾（PrydzBay）南极磷虾线粒体基因组DNA，综合Primers-walking和Shotgun方法进行测序：通过生物信息学软件（DOGMA、tRNAscan-SE 1．21和DnaSP4．10．7等）进行基因预测及序列分析。南极磷虾线粒体基因组全长15498bp以上（部分非编码区未测定），包含13个蛋白编码基因、2个核糖体RNA基因和23个转运RNA基因。与后生动物线粒体基因组标准的基因组成相比，存在1个trnN基因的重复。南极磷虾线粒体基因组的基因排列与泛甲壳动物线粒体基因组的原始排列相比，出现4个转运RNA基因的易位：trnL1、trnL2、trnW和trnl以及1个trnN的重复。比较采自普里兹湾（Prydz Bay）和威德尔海（Weddell Sea）南极磷虾的线粒体基因组，作者发现在南极磷虾线粒体基因组的主编码基因中，变异最大的是nad2基因，差异位点高达61个，其次是nad5基因，差异位点有12个：而coxl基因的变异位点仅有3个。Nad2基因和nad5基因可作为coxl基因辅助的分子标记，用于分析南极磷虾不同地理种群之间的遗传多样性，为合理利用南极磷虾生物资源提供保障。     

两种相手蟹线粒体 COI 基因序列的比较研究

测定了褶痕相手蟹(Sesarma plicata)和红螯相手蟹(S.haematocheir)线粒体细胞色素氧化酶I亚基(COI)基因片段的序列,其长度均为658bp,A,T,G,C的平均含量分别为28.6%,37.5%,17.0%,16.9%和29.5%,39.0%,16.2%,15.3%。2种蟹共出现5种单倍型,褶痕相手蟹2种,红螯相手蟹3种。两种间有75个(11.4%)多态性核苷酸位点,其中转换42个,颠换33个;种间差异远大于种内个体间差异。2种相手蟹的AT含量明显高于GC含量,这与其它海产甲壳动物COI基因研究结果相似。