新疆一种琥珀螺线粒体基因组测序分析

本研究利用高通量测序技术获得采自新疆昭苏琥珀螺科一未知种的线粒体全基因组序列。该种琥珀螺线粒体基因组全长14219bp,由13个蛋白质编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因及1个控制区组成。基因组中AT含量为76.43%,GC含量为23.57%,表现出明显的AT偏好性。13个PCGs多使用ATG为起始密码子,TAA为终止密码子。tRNA基因中tRNA-Ser1和tRNA-Ser2缺少DHU臂,其中tRNA-Ser1在缺失的DHU臂处有一个小的茎环结构。非编码区位于COX3与tRNA-Ile之间,长度为58bp。琥珀螺科中现有腐败琥珀螺Succineaputris、五家渠尖缘螺Oxylomawujiaquensis和Omalonyxunguis的线粒体基因组被报道。三者的基因排列顺序和结构基本相似。昭苏琥珀螺未知种的基因排列顺序与它们有所不同。昭苏琥珀螺未知种的tRNA-Tyr和tRNA-Trp基因位于COX2和tRNA-Gly之间,上述三种tRNA-Tyr和tRNA-Trp基因位于tRNA-Ser2和tRNA-Ser1之间。系统发育树结果显示,琥珀螺科的四种聚为一支,为单系群,其中腐败琥珀螺和Omalonyxunguis亲缘关系更近。本研究结果支持昭苏琥珀螺未知种为中国一未报道的属种,但要确定其是否为一新属新种尚需更多的分子和形态数据。     

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。     

我国裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝(Gymnothorax odishi)形态与线粒体基因组分析

为完善我国裸胸鳝属鱼类物种信息,研究报道了采集于海南省陵水县裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝(Gymnothorax odishi)。该物种仅于2018年在东印度孟加拉湾首次发现, 目前世界其他海域均无记录。针对采集的奥迪萨裸胸鳝进行详细的外部形态特征分析, 并从分子水平对该裸胸鳝进行线粒体全基因组测序。结果显示, 奥迪萨裸胸鳝主要特征为体型粗壮, 体棕褐色, 吻端至鳃孔区域分布橘黄色斑点, 眼睛后缘存在黑色斑块, 鳃孔边缘黑色, 身体无其他条带或斑纹; 上颌齿、中央齿均单行, 下颌齿两行, 椎骨式为4-52-135。线粒体基因组方面, 奥迪萨裸胸鳝线粒体全长为16 580 bp, 由13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码控制区组成, 基因组结构特征与其他脊椎动物相似。基于12个蛋白编码基因构建的海鳝科鱼类分子系统进化树上, 奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝(Gymnothorax reevesii)、淡网纹裸胸鳝(Gymnothorax pseudothyrsoideus)、疏条纹裸胸鳝(Gymnothorax reticularis)及小裸胸鳝(Gymnothorax minor)聚在一起; 基于COI基因构建的裸胸鳝属鱼类分子系统进化树, 奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝、淡网纹裸胸鳝、肝色裸胸鳝(Gymnothorax hepaticus)及黄纹裸胸鳝(Gymnothorax monochrous)等聚为一支。遗传距离方面, 奥迪萨裸胸鳝与目前世界上其他裸胸鳝的遗传距离范围为0.082~0.263,均大于最小物种鉴定遗传距离0.020,揭示奥迪萨裸胸鳝在形态与分子水平均为区别于其他裸胸鳝的独立物种。研究结果表明我国海域也有奥迪萨裸胸鳝分布, 为新记录种, 为我国裸胸鳝属鱼类的系统分类及物种名录更新提供分类基础。     

东海几种鳗鲡目鱼类DNA条形码研究

本研究采集了分布于中国东海的前肛鳗(Dysomma anguillaris)、短尾蛇鳗(Ophichthus brevicaudatus)、艾氏蛇鳗(Ophichthus evermanni)、海鳗(Muraenesox cinereus)、黑尾吻鳗(Rhynchoconger ectenurus)、微鳍新鳗(Neenchelys parvipectoralis)、大头蚓鳗(Moringua macrocephalus)、梅氏美体鳗(Ariosoma meeki)和星康吉鳗(Conger myriaster)9种鳗鲡目(Anguilliformes)鱼类,采用PCR技术扩增了线粒体COI基因片段序列, 结合GenBank数据库中下载的5种鳗鲡目鱼类同源序列, 分析比较了序列组成和差异, 并以光海鳝(Muraena argus)和细点海鳝(Muraena augusti)为外群, 基于最大似然法构建了鳗鲡目中6科11属14种鱼类的系统发育树, 探讨了该类群鱼类的系统进化关系。结果显示:72条序列共检测到43种单倍型, 4种碱基含量分别为27.4%(T)、28.2%(C)、25.8%(A)、18.6%(G), 平均A+T含量(53.2%)高于G+C含量(46.8%), 表现出明显的碱基组成偏好性。基于K2P(Kimura 2-parameter)模型计算得出不同种间的平均遗传距离为0.218 8, 不同属间的平均遗传距离为0.225 0, 不同科间的平均遗传距离为0.232 7, 分类阶元越高, 遗传距离越大。系统进化树显示蛇鳗科物种都能够形成独立的分支, 并得到有效的区分, 而其他类群存在混杂现象。以上结果表明, 由于鳗鲡目鱼类种类多且分布广,线粒体COI基因只适用于较低分类阶元(如科内属间、属内种间)间的物种鉴定, 该类群鱼类系统发育关系还有待于结合多种DNA条形码进行深入探讨。     

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。     

小黄鱼(Larimichthys polyactis)线粒体基因组结构与特征

采用长片段扩增策略,获得鲈形目石首鱼科黄鱼属小黄鱼的线粒体基因组全序列。组装分析结果表明,其长度为16470bp,H链碱基组成呈明显反G偏倚,G含量仅为16%。13个蛋白质基因起始密码子均为ATG。COI基因的终止密码子为AGA,ND1和ND3基因为TAG,COII、ND4和Cytb基因为不完全终止密码子T,其余7个基因都是完整的TAA。在小黄鱼mtDNA中发现2个特殊发夹结构,一个是轻链复制起始区(OL)的发夹环,位于tRNA簇,环区T含量仅为9%,而G含量达45%,这与哺乳动物和爪蟾该区域富含T有所不同。另一个假定发夹结构位于ATP6基因末端,这种二级结构可能与准确转录有关。该mtDNA控制区长度为799bp,5′端含有9个连续TA串联重复和2个5′-ATGTA---TACAT-3′重复,与已报道的鱼类扩展终止相关序列模式恰恰相反;中央控制区仅识别出CSB-E结构;保守序列区含有CSB-1,2,3,其中CSB-2具有高度保守性。对小黄鱼和大黄鱼的mtDNA比较进化研究,根据分子钟假说,估计二者线粒体基因组的进化分歧时间为4.8百万年前。     

狄氏斧蛤(Donax dysoni)线粒体全基因组测定及结构特征分析

为解析狄氏斧蛤(Donax dysoni)线粒体全基因组结构特征以及进化地位,采用二代高通量测序技术获得狄氏斧蛤线粒体基因组全序列,对线粒体基因进行注释并对其序列结构进行分析。结果表明,狄氏斧蛤的线粒体全基因组序列全长为16 908 bp,碱基组成为A (26.81%)、T (41.13%)、G(21.21%)和C (10.85%),A+T含量为67.94%,表现出明显的AT偏向。与其他双壳贝类相似,狄氏斧蛤共编码13个蛋白质编码基因,包含22个t RNA和2个r RNA,且所有基因均位于H链;蛋白质编码基因拥有3种起始密码子(ATG、ATT、ATA),而除了ND3、ND4以及ATP6使用TAG作为终止密码子外,其余所有蛋白质编码基因都使用TAA作为终止密码子。除t RNASer不能折叠成典型的三叶草结构,没有明显的DHU茎环,其余t RNA都能折叠成典型的三叶草结构。狄氏斧蛤与斧蛤科(Donacidae)其他物种具有相同的基因排列,未发现基因重排现象。基于线粒体12个蛋白质编码基因构建62种贝类的进化树,结果显示:Donax semiestriatus和Donax vittatus聚...     

条斑紫菜低覆盖度基因组草图分析

对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)进行Solexa 高通量测序, 获得低覆盖度全基因组草图。该基因组草图大小约220 Mbp, GC 质量分数53.08%; 包含26 629 个预测基因, 其中16 409 个基因具有内含子,平均每个基因含2.22 个内含子; 基因结构分析表明具有内含子的基因平均长度为2 214 bp, 内含子平均大小319 bp; 代谢通路分析表明嘌呤代谢是含有蛋白数量最多的代谢途径。本研究所得条斑紫菜低覆盖度全基因组草图快速获取了基因组大小和蛋白编码基因结构等基本信息, 证明了使用Solexa 高通量测序技术对条斑紫菜进行全基因组测序的可行性。     

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.     

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...     

海南万泉河口尖鳍鲤线粒体基因组测序与结构特征分析

为了解海南尖鳍鲤(Cyprinus acutidorsalis)线粒体基因组结构特征及其与鲤科(Cyprinidae)鱼类的进化关系,本文通过二代测序获得海南万泉河口尖鳍鲤线粒体基因组全序列,并对结构特征进行分析,结果显示具有典型的环状闭环双链分子,全长16581bp,碱基组成为A(31.96%)、G(15.69%)、C(27.53%)和T(24.82%),包含13个蛋白质编码基因(protein-codinggenes,PCGs)、2个r RNA基因、22个tRNA基因和1个可变控制区D环。对碱基含量分析发现尖鳍鲤的碱基组成中具有较高AT含量的偏向性,13个PCGs中有不少的偏好性密码子,如CGA(RSCU>3.506)、CCA(RSCU>2.208)等。除tRNA^Gln、tRNA^Ala、tRNA^Asn、tRNA^Cys、tRNA^Leu(CUN)、tRNA^Tyr、tRNA^Ser(UCN)、tRNA^Pro     

The complete mitochondrial genome of the hybrid grouper Epinephelus moara (♀)×Epinephelus tukula (♂), and phylogenetic analysis in subfamily Epinephelinae

The mitochondrial genome (mitogenome) of hybrid grouper Epinephelus moara (♀)×Epinephelus tukula (♂), a new hybrid progeny, can provide valuable information for analyzing phylogeny and molecular evolution. In this study, the mitogenome was analyzed using PCR amplification and sequenced, then the phylogenetic relationship of E. moara (♀)×E. tukula (♂) and 35 other species were constructed using Maximum Likelihood and Neighbor-Joining methods with the nucleotide sequences of 13 conserved protein-coding genes (PCGs). The complete mitogenome of E. moara (♀)×E. tukula (♂) was 16 695 bp in length, which contained 13 PCGs, 2 rRNA genes, 22 tRNA genes, a replication origin and a control region. The composition and order of these genes were consistent with most other vertebrates. Of the 13 PCGs, 12 PCGs were encoded on the heavy strand, and ND6 was encoded on the light strand. The mitogenome of the E. moara (♀)×E. tukula (♂) had a higher AT nucleotide content, a positive AT-skew and a negative GC-skew. All protein initiation codons were ATG, except for COX and ND4 (GTG), ATP6 (CTG), and ND3 (ATA). ND2, COXII, ND3, ND4 and Cytb had T as the terminating codon, COXIII’s termination codon was TA, and the remaining PCGs of that were TAA. All tRNA genes, except for the lacking DHU-arm of tRNASer (AGN), were predicted to form a typical cloverleaf secondary structure. In addition, sequence similarity analysis (99% identity) and phylogenetic analysis (100% bootstrap value) indicated that the mitochondrial genome was maternally inherited. This study provides mitogenome data for studying genetic, phylogenetic relationships and breeding of grouper.     

漳州西施舌线粒体基因组全序列:腔蛤蜊属存在新种的证据

利用长PCR扩增漳州西施舌线粒体DNA(ZZ-mtDNA),用引物步移法测序,获得线粒体基因组DNA全序列,研究其基因组特点。结合双壳类49个物种线粒体全基因组,分析基因间核苷酸和蛋白质氨基酸序列的差异,构建系统进化树,探讨漳州西施舌系统演化地位。研究结果表明:漳州西施舌线粒体基因组DNA全长17 199 bp,A+T含量为64.2%,编码36个基因,其中12个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因(tRNAs),2个核糖体RNA基因(lrRNA 和srRNA),全部基因均位于重链上,tRNASer为单拷贝,tRNAMet为双拷贝;非编码区占10.9%(1 882 bp/17 199 bp),其中,主非编码区为882 bp,与RZ-mtDNA主非编码区差异明显,另有一个较大(400 bp)的非编码区为漳州西施舌特异性非编码区;以双壳纲帘蛤目文蛤属3种贝类、贻贝目贻贝属4种贝类、珍珠贝目牡蛎科的6种贝类为参照,对编码基因的核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列进行差异分析显示,漳州西施舌与日照西施舌达到了种间差异水平。线粒体基因组编码的基因、tRNA组成、非编码区均揭示漳州西施舌是腔蛤蜊属的一个新种。     

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。     

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。     

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。     

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...