控制虾夷扇贝闭壳肌积累类胡萝卜素相关基因的筛查

利用抑制性差减杂交技术(Suppression subtractive hybridization,SSH)对虾夷扇贝闭壳肌积累类胡萝卜素相关基因进行筛查和分析。以虾夷扇贝橘红色闭壳肌和白色闭壳肌cDNA构建正反向差减文库,结合454测序技术在正向差减文库中测序得到2 640条序列,拼接得到50个contigs(重叠群);反向差减文库中测序得到2 496条序列,拼接得到187个contigs。经过同源性比对分析,共获得150多个差异表达基因,从中选择3种清道夫受体SRB1、SRF2和SRCR作为候选基因进行研究,对其在虾夷扇贝各组织中的表达量水平进行检测,初步阐述了其在虾夷扇贝中的组织表达规律。根据结果推测在虾夷扇贝橘红色闭壳肌中,清道夫受体有可能是调节类胡萝卜素累积和转运的关键基因。本研究为虾夷扇贝闭壳肌类胡萝卜素累积相关通路的探索提供了初步研究的基础数据。     

皱纹盘鲍肝、肾表达序列标签及神经肽Y(NPY)受体基因的克隆与分析

通过构建皱纹盘鲍(Haliotis discus Hannai)cDNA文库并进行大规模测序,获得了1282条高质量的ESTs序列,对这些序列进行拼接,获得了包括650条序列在内的244组片段重叠群(Contigs)和632个单一序列(Singletons).使用BlastX软件对876个Unigenes(Uniger...     

条斑紫菜（Porphyra yezoensis）EST序列中微卫星位点的计算机筛查及相关分析

利用公共数据库中的条斑紫菜的表达序列标签（EST），进行简单重复序列（SSR）即微卫星标记的发掘和分析。该研究利用EST序列能够代表特定基因的特性以及SSR标记的多态性，当具有多态性的SSR与功能确定的基因相关联时，这种SSR就可作为遗传标记看待。对21954条EST序列的分析发现其中1162条EST含有微卫星序列，对这1162条EST序列进行聚类，其中984条可聚类为112条重叠群（contig），其余178条不与其他序列聚类，共计得到非冗余基因290条。在筛查到的所有微卫星类型中，GC／CG型和GA／TC型最为丰富。GC含量丰富的微卫星类型，在各种不同碱基长度的微卫星中都占多数。     

低盐胁迫下凡纳滨对虾鳃丝抑制性消减杂交cDNA文库构建及差异ESTs分析

本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为对象,分别以低盐度胁迫下(4 ppt)凡纳滨对虾鳃丝cDNA为检测子,正常海水中凡纳滨对虾鳃丝cDNA为驱动予,采用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建了急性低盐胁迫诱导下凡纳滨对虾鳃丝消减cDNA文库。文库的重组率均高于95%,插入片段集中在250~750 bp之间,随机测序后在线拼接得到15组片段重叠群和37个单一序列共52个非重复序列。同源检索发现30个非重复序列与GenBank中的已知基因序列有较高的相似性。按差异表达基因编码的蛋白具体功能可分为6小类,依次为:(1)离子通道及转运蛋白;(2)蛋白合成翻译及转录因子;(3)应激抗氧化因子;(4)能量代谢;(5)信号受体和转导;(6)细胞纤维及骨架蛋白,所占比例分别为23.3%、20.0%、20.0%、16.7%、10.0%和10.0%。经功能聚类分析发现文库中含有大量离子通道蛋白及功能转运酶、胞内信号传导分子、细胞骨架蛋白等渗透调节和应激适应性相关基因,表明急性低盐胁迫诱导凡纳滨鳃丝抑制性消减杂交cDNA文库构建成功。     

龙须菜微卫星DNA标记筛查及系统分析

利用生物信息学方法,从龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)公共核苷酸数据库中筛查到8条含有微卫星DNA的序列,并根据筛查出的微卫星DNA序列设计合成了5对引物,此外还使用了细江蓠的4对已知微卫星DNA引物共9对引物在采集自青岛的26株野生龙须菜个体中进行扩增,结果筛选到2对引物可扩增出具有多态性的产物.然后利用5对龙须菜的微卫星引物对6个龙须菜品系和另外2个种外物种细基江蓠和菊花心江蓠进行系统学分析.根据计算得到的不同样品之间Nei氏遗传相似系数进行聚类分析,显示青岛野生龙须菜QD与栽培品系981、石岛的龙须菜样品SD与龙须岛的龙须菜样品LD之间的遗传相似系数最高,而来自委内瑞拉的龙须菜样品LV与青岛野生龙须菜之间的差异远远高于种内水平的差异.     

龙须菜四分孢子体cDNA文库的构建

为了研究不同世代和性别基因表达谱的差异 ,本文构建了龙须菜 (Gracilarialemaneiformis)四分孢子体的 c DNA文库。总 RNA提取使用 RNeasy Plant Mini Kit(Qiagen) ,c DNA文库构建使用 SMART c DNA Library Construction Kit(Clontech) ,包装蛋白购自 Promega公司。该c DNA文库含有 1 .2 8× 1 0 6个克隆 ,扩增文库的滴度是 1 .98× 1 0 9pfu/ m L,重组频率是 85.0 % ,插入片段几乎全部集中在 50 0～ 1 50 0 bp之间     

龙须菜5.8S rRNA和ITS区的克隆与系统学分析

研究青岛产龙须菜居群内的遗传多样性和系统学分类,通过对龙须菜居群内不同个体的5.8S rRNA-ITS区(包括ITS1-5.8S rRNA-ITS2)进行PCR扩增和序列分析,得到扩增DNA片段长度均为1 066 bp,包含完整的ITS1(250 bp)、5.8S(159 bp)和ITS2(657 bp);利用GenBank数据库对Cracilaria(江蓠属)和Gracilariopsis属共20个物种的rRNA-ITS相应序列进行了比较和系统进化分析.结果表明,龙须莱和江蓠科19个物种中rRNA的5.8S区的长度和序列非常保守,而ITS区的长度和序列则变异较大,20种江蓠科物种的遗传距离在0.013～0.596之间,龙须菜在5.8S rRNA-ITS区特性上相比江蓠属物种与Gracilariopsis属物种更为相似;采用UPGMA法构建了这20种江蓠科物种的系统发育树;分析结果表明青岛产龙须菜的居群内不存在遗传差异,且应属于Gracilariopsis属,并且在江蓠科中较早分化,而龙须菜处于Gracilariopsis属中比较古老的位置.     

深海沉积物中龙须菜降解菌群的筛选与鉴定及多样性分析

以龙须菜为唯一的营养源对深海沉积物进行富集和筛选,获得一个可降解龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)、紫菜(Porphyra umbilicalis)和海带(Laminaria japonica)产生还原性寡糖的菌群.通过16S rRNA序列及16S rRNA-RFLP分析对该菌群中的细菌多样性进行了研究.结果表明,降解菌群中的细菌组成主要为弧菌属(Vibrio,8株)、火色杆菌属(Flammeovirga,7株)和希瓦氏菌属(Shewanella,5株),其中希瓦氏菌属和火色杆菌属的细菌在菌群中的丰度较高.采用龙须菜为唯一营养源的筛选培养基对菌群中的细菌进行分离,获得4株具有琼胶酶活力的细菌,包括2株火色杆菌属和2株希瓦氏菌属细菌.培养和未培养的结果均表明火色杆菌和希瓦氏菌这2个属为所研究的深海沉积物主要的龙须菜降解菌.对原始降解菌群和所分离的关键菌株进行了龙须菜酶解产糖能力的比较,结果发现菌群中的弧菌属菌株虽然自身没有酶解龙须菜的能力,但可能可以协助关键菌株,提高菌群对龙须菜的降解效率.因此本研究中所获得的菌群和菌株有望在琼胶寡糖的绿色生产中得到广泛应用.     

南沙海区沉积物中细菌和古细菌16S rDNA多样性的研究

采用细菌16SrDNA通用引物和PCR扩增等方法,构建了南海南沙海区沉积物16S rDNA文库,并通过RFLP酶切分型对所获得的70个克隆进行测序。从国际分子生物学数据库中调取相关序列,以PAUP4．0分析软件构建序列同源性矩阵和系统发育树图。结果表明,与细菌文库中克隆相似的微生物属于4个细菌类群：变形细菌(Proteobacteria)(60％)、革兰氏阳性细菌(Gram-positivre bacteria)(13％)、浮霉菌(Planetomycetes)(10％)和无硫绿细菌(Green nonsulfur bacteria)(6％),其中变形细菌(包括δ-、γ-和α-变形细菌)是明显的优势类群。采用Blast程序对所有序列基因数据库进行搜索,发现只有一个克隆与已知序列完全相似,说明文库具有极高的多样性。但是对古细菌文库中所获得的克隆子进行二级结构和序列特征分析的结果表明,这些克隆子均为海洋未获培养的细菌,因此在作者的文库中并未有古细菌的发现。     

大竹蛏(Solen grandis)cDNA文库中微卫星标记的筛选

利用微卫星查找软件SSRIT对大竹蛏cDNA文库(2038条EST)中2—6个碱基重复单元组成的简单序列重复进行了筛选。最少重复次数设定为5次,共发现包含微卫星位点的EST96条,占整个EST数据库的4.71%;共发现微卫星位点103个,其中含双碱基重复序列77个,数量最多,占总数的74.76%;三、四碱基重复序列分别占微卫星序列总数的22.33%、2.91%,没有发现五或六碱基的重复。对含有SSR位点符合微卫星引物设计的EST序列,利用在线引物设计软件Primer3设计合成引物14对,以南通野生群体为模板PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳发现,其中5对有多态性位点。在5个微卫星位点上,等位基因的数目从2—7个不等,观测杂合度和期望杂合度分别为0.067—1.000和0.066—0.775,香农指数在0.146—1.545之间。结果表明,所筛选的微卫星标记可用于遗传分析。     

凡纳滨对虾P23蛋白基因的筛选、表达和生物信息学分析

克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。     

细基江蓠及其繁枝变种的RAPD和ITS分析

对细基江蓠及其繁枝变种各12个个体进行随机扩增多态性(RAPD)DNA分析,对比多态位点比例、平均杂合度以及遗传距离,并构建UPGMA聚类图;通过PCR扩增出核糖体RNA基因(rDNA)转录间隔区(ITS),纯化后直接测序,利用生物信息学方法进行序列分析和核苷酸变异研究.比较分析结果表明,细基江蓠的杂合度和多态位点比例均高于细基江蓠繁枝变种,其遗传多样性相对较丰富;实验中8条随机引物扩增出特异的RAPD带,可用做细基江蓠及其繁枝变种的分子鉴定标记;ITS序列在这两种海藻中变异极小;RAPD和ITS聚类分析研究结果表明,细基江蓠及其繁枝变种均聚集为一枝,与同属不同种的龙须菜和真江蓠分开,提示细基江蓠和及其繁枝变种为同一个种,从而在DNA水平上支持了传统形态分类的观点.     

栉孔扇贝Fosmid文库的构建及基因组结构特征分析

研究构建第一个栉孔扇贝的fosmid基因组文库,该文库包含133 851个克隆,插入片断平均长度为40 kb,覆盖栉孔扇贝基因组的4.3倍.栉孔扇贝DNA在fosmid传代中表现得较为稳定,没有发现插入片段的丢失或重排.所有的克隆进行了超级池和二级池的构建,并筛选了2个基因和7个微卫星,结果阳性克隆数介于2到8之间.由此可见,该文库可以很好的用于目的基因或标记的筛选,将有利于物理作图和基因的图位克隆研究.2 016个克隆进行双末端测序,获得3 646 条序列.序列总长2 286 986 bp,大约占栉孔扇贝基因组的1.84‰.共得到2 500条串连重复序列,其中微卫星序列371条,小卫星序列1 816条,卫星序列313条.共得到317条散布重复序列,总长97 412 bp,占测序总长的4.26%.查找到的散布重复序列共有4种类型:DNA 转座子、LTR 反转座子、LINE反转座子和滚环转座子,其中LINE反转座子的数目最多.BLAST比对共有1 383条序列与数据库现有的序列有明显的相似性(E＜e-5),占测序总数的37.93%.BLASTN比对有明显相似性的1 036条序列中,与nr数据库序列相似的有113条,与EST数据库序列相似的有923条.BLASTX比对有明显相似性的序列有347条,占序列总数的9.52%.     

一种龙须菜寄生真菌的种类鉴定及侵染过程研究

寄生于海洋藻类的真菌至今了解甚少,已发现的寄生于海洋藻类的壶菌门物种有6种,本研究发现一种龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)寄生真菌。基于nucSSU rDNA和nucLSU rDNA的部分序列分析方法建立的系统发育进化树显示,该真菌属于壶菌门(Chytridiomycota),壶菌纲(Chytridiomycetes),Lobulomycetales目;基于ITS1-5.8S-ITS2序列分析方法建立的系统发育进化树显示,该真菌不归属于Lobulomycetales目内任一已知属,可能是Lobulomycetales目内一个新的属。这也是首次发现寄生于红藻江蓠的Lobulomycetales目物种。此外,通过切片观察方法研究真菌侵染龙须菜的整个过程,结果表明真菌会损害龙须菜生长发育,会导致龙须菜细胞出现变形、脱色等症状,严重可致龙须菜藻体断裂,这与之前发现的龙须菜寄生菌Thalassochytrium gracilariopsidis对龙须菜的影响方式不同。通过PAS、CBB和Nile-red 3种方法染色发现,真菌富含多糖和蛋白质,不含(或少含)脂质;3种染色方法均可作为判断藻体是否含真菌的有效手段。本研究丰富了龙须菜寄生真菌的认识,为深入阐明菌藻作用提供了基础。     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)Hox基因家族的鉴定、进化与表达分析

为探究厚壳贻贝Hox基因家族的定位、进化以及在不同成体组织中的表达模式,基于厚壳贻贝全基因组数据,结合生物信息学方法,鉴定分析厚壳贻贝Hox基因家族成员的理化性质、染色体分布、系统进化关系、基因结构以及表达分析。结果显示,从厚壳贻贝全基因组数据中鉴定出11条Hox基因序列,并分别命名为Hox1-5、Antp、Lox2、Lox4、Lox5、Post1、Post2。对11条Hox序列的基本特征分析发现最长的是编码703个氨基酸的Hox2,最短的是编码190个氨基酸Post2,等电点5.11～10.22,且不均等分布于同一条染色体上。亚细胞定位预测结果显示,除Post1基因在细胞质和细胞核中均有发现,其余10个基因亚细胞均定位在细胞核内。系统进化分析发现,使用厚壳贻贝中鉴定出的101条氨基酸序列进行建树,聚类的结果倾向于四类,而从已鉴定的厚壳贻贝11个基因结合软体动物Hox建树结果分析, Post1和Post2聚为一支, Hox4、Antp、Lox5、Lox2和Lox4聚为一个大类,Hox1、Hox2和Hox3各自聚为一类Hox,此外,Hox5单独聚为一类。厚壳贻贝不同组织的qRT-PCR结...     

应用高分辨率熔解曲线(HRM)开发大菱鲆(Scophthalmus maximus)SNP标记的研究

利用Vector NTI Advance 11软件分析了NCBI数据库中大菱鲆的12428条EST序列,筛出候选SNP位点;应用高分辨率熔解曲线(HRM)对大菱鲆不同性状群体进行基因分型。结果表明,522个重叠群中共筛出160多个候选SNP位点;设计56对引物用于实验,能扩增出目的片段的引物有37条,合45个位点,成功率为66.1%;设计探针,能与候选SNP位点杂交的探针有13条,杂交率为28.9%。本实验中能成功进行基因分型的位点共有8个,占杂交位点的61.5%,其中有6个为碱基替换型位点,即G-A和C-T各占3个,2个为碱基颠换型位点,即T-G和A-T各占1个。     

弧菌16S rRNA基因特异引物设计及海洋弧菌菌群结构分析

弧菌是海水中最常见的细菌类群之一。弧菌属的一些种是致病菌,能引起海洋生物弧菌病,给养殖业造成损失。根据已有弧菌16S核糖体RNA基因(16S rDNA)序列,设计了3条弧菌属特异引物VF169、VR744和VR1150,与细菌16S rDNA通用引物VF27一起,组成VF169/VR744、VF169/VR1150和VF27/VR744 3引物对。从海水中直接提取浮游生物总DNA,用VF169/VR744,VF169/VR1150和VF169/VR744(巢式)以及VF27/VR744引物分别扩增弧菌16SrDNA片段并克隆,分别构建了弧菌16S rDNA片段变异类型文库。从各文库中分别随机选取一定数量的克隆测序,共获得72条序列。系统学分析表明所有72个序列都与已知的弧菌属细菌的序列聚类,具有很高的相似性,证明所设计的引物能用于海水样品弧菌菌群分析。另外,VF27/VR744既具有对海洋弧菌的高度特异性,也具有恰当的海洋弧菌覆盖面,是1对选择扩增海水中弧菌16S rDNA的较理想引物。从获得序列的分布情况看,胶州湾存在较高的弧菌多样性,其中,类灿烂弧菌菌群(Vibrio splendidus-related group)是优势类群。     

基于自组织映射神经网络的蛋白质序列分析模型

为了对蛋白质序列进行更精确合理地相似性分析,本文将氨基酸的排列方式与其理化性质相结合,提出了一种基于自组织映射神经网络的聚类模型。首先,采用Wang和Wang的方法把蛋白质序列转化为一条5-字母序列,并将5个字母均匀分布在以原点为圆心的单位圆周上,得到蛋白质序列的位置坐标x,y。然后,结合氨基酸的3个理化指标,进而用一个5-维向量来表示一个氨基酸。最后,运用自组织映射神经网络对不同的蛋白质向量进行聚类分析。本文最后的数值试验部分对9个不同物种的线粒体NADH脱氢酸的蛋白质序列进行了相似性分析,实验结果在一定程度上验证了模型的有效性。     

东海原甲藻cDNA文库构建及尝试性EST分析

东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)是中国沿海频繁发生的大规模赤潮的原因种之一,大规模分离鉴定东海原甲藻功能基因是理解东海原甲藻赤潮形成过程和机理的重要基础。取对数生长期藻体,经微量总RNA抽提、cDNA合成、cDNA扩增和克隆等步骤,构建了东海原甲藻cDNA文库并进行了尝试性表达序列标签分析。从含有约5000个转化子的文库中随机取150个测序,获得126条EST序列。经网上BlastN及BlastX分析,共发现11个是已知功能的基因的标签。这些基因与东海原甲藻生长发育、物质转换和能量代谢相关。