4株海洋红球菌产类胡萝卜素分析及其全基因组测序

以源于东太平洋海水的4株红球菌分离菌Rhodococcussp. EPR-134、Rhodococcus sp. EPR-147、Rhodococcus sp. EPR-157和Rhodococcus sp. EPR-279为研究对象,开展了菌株的色素提取和色素全波长扫描,并基于全基因组测序分析了4株细菌类胡萝卜素代谢通路中的相关基因。色素全波长扫描结果显示,菌株EPR-134不具备类胡萝卜素产生能力,而其它3株红球菌能够产生类胡萝卜素,且所产类胡萝卜素组分不同。基因组分析表明,4个细菌基因组中存在较为完整的促使类胡萝卜素形成的基因簇。对菌株参与番茄红素形成的3个关键基因crt E、crt B和crt I的氨基酸序列同源性两两比对分析表明,菌株EPR-134 3个基因氨基酸序列与其它3个菌株相应基因氨基酸序列同源性最低,这可能是导致该菌株不产类胡萝卜素的关键原因。该研究结果为产类胡萝卜素红球菌的遗传改造,以及为产类胡萝卜素工程菌的构建奠定了前期基础。     

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。     

褐斜鲽(Plagiopsetta glossa)线粒体基因组特征及重排机制研究

冠鲽科(Samaridae)隶属于鲽形目(Pleuronectiformes), 包含冠鲽属(Samaris)、沙鲽属(Samariscus)和斜鲽属(Plagiopsetta)。目前研究表明, 冠鲽(Samaris cristatus)和满月沙鲽(Samariscus latus)的线粒体基因组结构都有重排, 并且两者的基因数量也有差别。为检测斜鲽属鱼类中是否也有不同的特征结构, 我们选用褐斜鲽(Plagiopsetta glossa)作为代表种进行斜鲽属鱼类线粒体基因组特征分析, 同时与冠鲽属及沙鲽属鱼类的线粒体基因组特征进行对比。分析显示, 褐斜鲽的线粒体基因组全长为18723bp, 包括39个基因: 13个蛋白基因、24个tRNA基因、2个rRNA基因、2个控制区、1个轻链复制起点和比典型基因组多的13个间隔子。和经典鱼类的线粒体基因组相比, 褐斜鲽和满月沙鲽都多了tRNA-Cys和tRNA-Tyr两个tRNA, 冠鲽只多了tRNA-Cys, 且3个种类都多了一个控制区, 但褐斜鲽与满月沙鲽的基因排列顺序相同。褐斜鲽线粒体基因的重排导致不同位置的6个tRNA形成了六连体基因簇“tRNA-Cys₁-Tyr₁- Ser1-Lys-Arg-Ser2”, “ND5-ND6-Glu-Cytb-Thr”则位于六连体之后, 但这11个基因相对的排序没有发生变化。采用双复制随机丢失模型(double replications and random loss, DRRL)对褐斜鲽基因的重排现象进行分析, 认为该鱼类基因数量、排列顺序以及比典型基因组多13个间隔子等特征为该模型提供了新的依据。     

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。     

两株溶藻弧菌噬菌体的生理特性和基因组研究

利用噬菌体治疗水产养殖细菌病害具有专一性强、自我增殖能力强等优点, 可以有效减少对环境的污染。为了获得可防治水产病原体溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)的生物杀菌剂, 本研究以Vibrio alginolyticus ATCC 17749^T为宿主, 从福建省东山岛的对虾养殖场与水产市场污水环境中分离得到两株巨型噬菌体vB_ValM_R10Z和vB_ValM_R11Z, 并分别从噬菌体形态、宿主范围、生命周期和基因组信息等方面进行了鉴定和分析。实验结果显示, 噬菌体R10Z和R11Z具有相似的噬菌斑形态和电镜形态, 属于肌尾噬菌体; 除宿主之外, 噬菌体R10Z和R11Z均能侵染另一株欧文氏弧菌Vibrio owensii JL3186; 两株噬菌体均对氯仿不敏感, 表明其衣壳蛋白不含脂类物质; 噬菌体R10Z和R11Z的潜伏期均为20min, 但裂解量却相差一倍, 分别为45PFU·cell^-1和114PFU·cell^-1; 两株噬菌体的基因组大小分别为247167bp和246831bp, G+C含量分别为41.30%和41.33%, 两者基因组相似性达99.45%, 均未检测出毒力基因与抗药性基因; 系统发育分析显示两株噬菌体均属于Myoviridae(科), Tevenvirinae(亚科), Schizotequatrovirus(属), 同源基因在环境中分布广泛。两株噬菌体性状优良, 在水产病害的噬菌体治疗领域具有重要的研究价值和潜在的应用价值。     

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。     

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。     

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...     

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     

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。     

2019年南海北部近海水母暴发原因种的分子鉴定

我国水母暴发主要发生在黄渤海和东海海域, 在南海海域较为少见。文章对2019年5月海南海口、文昌和广东茂名等南海北部多处海域的水母暴发原因种进行了形态学观察和分子鉴定。形态学观察结果显示, 海口与文昌附近海域的暴发水母为同一种水母, 其伞部为半球形, 生殖下穴呈梨形突起, 口腕布满丝状物并在末端有1条鞭状附属物, 与鞭腕水母(Acromitus flagellatus)形态相似; 而茂名附近海域暴发水母区别于海口和文昌, 该水母伞部呈较平的半球形, 生殖下穴乳状突起, 口腕无丝状物, 与端棍水母(Catostylus townsendi)形态相似。基于线粒体核糖体大亚基基因(16S rRNA)序列比对, 海口和文昌附近海域暴发水母与东太平洋鞭腕水母相似性为97.5%和97.7%, 茂名附近海域暴发水母与马六甲海峡端棍水母相似性为93.5%。基于线粒体COI基因和16S rRNA基因构建的系统发育树结果表明, 海口和文昌附近海域水母为同一种水母, 与鞭腕水母聚在一支, 而茂名附近海域水母与端棍水母亲缘关系近。结合形态学观察和分子系统数据认为, 海口和文昌附近海域暴发水母为鞭腕水母(Acromitus flagellatus), 茂名附近海域暴发水母为端棍水母(Catostylus sp.)。     

Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌多样性及细菌粗提物延缓秀丽隐杆线虫衰老活性研究*

在Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁生长海域采集2份珊瑚礁沉积物样品, 将样品预处理后采用6种分离培养基进行分离培养, 获得活性海洋细菌菌株, 通过PCR扩增和16s rRNA基因序列测定, 分析物种多样性, 并构建系统发育树。以模式生物秀丽隐杆线虫为模型考察菌株发酵提取物延缓衰老的作用。实验结果表明, 从4种样品中分离鉴定出22株细菌, 分别属于11目13科14属。16S rRNA基因序列相似性低于98.65%的细菌有2株, 疑似为潜在新种。GXIMD014 (Vibrio galatheae)和GXIMD112 (Kocuria kristinae)的500μg·mL^-1细菌粗提物具有延缓线虫衰老的活性, 能不同程度的延长线虫寿命, 提高线虫产卵量、运动能力、热激损伤能力、抗氧化损伤能力、体内酶活性以及改善虫体表皮形态。Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌具有较高的物种多样性, 蕴藏着丰富的微生物资源, 且部分细菌菌株具有延缓衰老的生物活性。     

仿刺参采苗板上细菌的分离与鉴定

为了解仿刺参采苗板时期细菌的多样性,对分离自仿刺参采苗板上的细菌进行了分离和鉴定。应用常规生理生化鉴定、16S rDNA序列分析和构建系统发生树对其进行分子鉴定。结果表明:共分离得到19株海洋细菌,鉴定为7个属,包括短芽孢杆菌属(Brevibacillus sp.)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.)、Cobetia属、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、普罗威登斯菌属(Providencia sp.)和海洋螺菌属(Oceanospirillaceae sp.)。从海洋环境中分离筛选细菌对海洋资源的开发与利用具有重要意义,此外对仿刺参育苗时期进行细菌种类的鉴定有助于疾病的预防和治疗,对仿刺参的水产养殖具有一定的指导意义。     

高效硝化与反硝化功能菌株的分离筛选及其性能研究

本研究利用选择培养基从鳗鲡精养殖池和循环水水处理系统中分离筛选出二株脱氮细菌，应用16S rRNA分子生物学鉴定，确定菌株的种属。菌株NB-1属于芽孢杆菌属（Bacillus）、菌株DB-1是恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）。对菌株硝化及反硝化作用性能的研究结果表明：菌株NB-1具有良好的亚硝化及硝化作用性能，在投菌量为0.025%时，氨氮降解率为69.5%，亚硝酸盐氮降解率为99.2%。菌株DB-1在厌氧条件下表现出良好的反硝化作用性能，最适投菌量为0.6%，最佳C/N为12，对硝酸盐氮的降解率为94.6%，对总氮的降解率为64.0%。因此本研究筛选出的二株脱氮细菌可以广泛应用于养殖水体水质调控，具有良好的市场应用前景。     

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。     

宁波-舟山港口航道3种致病性细菌毒力特征与耐药性

本文调查分析了宁波-舟山港口航道副溶血弧菌 Vibrio parahemolyticus、溶藻弧菌Vibrio alginolyticus和嗜水气单胞菌 Aeromonas hydrophila的毒力特征和耐药性特点。用PCR方法检测分离菌株的毒力基因分布模式发现,副溶血弧菌毒力基因型以gyrB⁺,toxR⁺,tlh⁺和 tdh⁺为代表,溶藻弧菌毒力基因型以aspA⁺,tlh⁺,collagenase⁺和toxS⁺为代表,嗜水气单胞菌毒力基因型以aerA⁺,alt⁺,aha1⁺和hlyA⁺为代表;副溶血弧菌、溶藻弧菌和嗜水气单胞菌代表菌株相应基因的检出率分别为57.1%、40.0%和50.0%。用24种常见抗生素对3种细菌的分离代表菌株进行药敏调查,耐药率分别为4.17%、8.33%和29.17%。实验结果表明宁波-舟山港口航道3种致病性细菌具备较丰富的毒力基因种类和耐药性,需要有针对性地制定预防措施。此外,鉴于毒力基因型与致病性之间的相关性,毒力基因可作为标记基因,用于致病性细菌的检测。     

盐度对广盐型聚球藻K1生长及转录组的影响*

聚球藻是一类分布广泛、数量巨大的微微型浮游植物, 作为蓝藻的代表类群之一, 广泛分布于海洋以及河口区域, 并且具有丰富的色素多样性和遗传多样性。聚球藻根据盐度适应能力可划分为严格海洋型聚球藻和广盐型聚球藻。文章对分离自珠江口的聚球藻K1和南海寡营养海域的聚球藻YX02-1在不同盐度条件下的生长状况进行对比, 并根据ropC1标记基因分析K1和YX02-1的分类地位, 发现K1为广盐型聚球藻, 其在不同盐度下(10‰、13‰、18‰、25‰、33‰)均能生长; 而YX02-1为严格海洋型聚球藻, 在低于13‰的盐度下无法存活, 与其在河口的分布特征相一致。转录组分析显示, 低盐条件下广盐型聚球藻中合成渗透压调节分子的基因(ggpS、SPS、stpA)表达量明显下调, 而膜通道蛋白glzT基因的表达显著上调, 说明广盐型聚球藻耐低盐机制主要是通过减少细胞内渗透压相关小分子合成和增加膜通道蛋白, 提高小分子物质外排来达到细胞内外渗透压平衡。此外, 盐度也会影响广盐型聚球藻的光合作用和代谢水平, 其中参与光合作用的产能基因(ATPF0B、ATPF0A、ATPF1D、ATPF1A)和色素蛋白基因(cpcA、cpcB)表达量在低盐条件下均显著下降, 同时无机氮利用相关基因表达上调。低盐条件下, 渗透压相关小分子的需求减少, 可以使更多的碳源用于支持生长, 同时无机氮的吸收增强, 这两者可能是低盐条件下广盐型聚球藻具有较高生长的原因。