红藻分子生物学研究进展I基因、基因组织与基因工程

分子生物学研究始于20世纪50年代,首先在原核生物中取得重大进展.从原核基因克隆到利用原核基因产品的商业生产,从大肠杆菌分子遗传特性的阐明,到对其改造利用.随后分子技术从原核扩展到真核,从动物到植物,从陆地走向海洋,人们对于生命现象本质的认识也不断加深.藻类分子生物学是从80年代以后才逐渐兴起,藻类分子水平研究首先在蓝藻中取得重大突破,而真核藻类,则多是以衣藻作为模式生物的研究,红藻的分子水平研究,从其内容的深度和广度来说,相对落后.作者对近年来红藻分子生物学研究在基因方面的研究进行综述.     

红藻分子生物学研究进展11分子系统学与进化

生物系统学即研究某种生物类型的起源、进化发展及各种间的亲源关系远近，系统学研究需要借助于一些标志，如最直接的形态学、繁殖特性、地理分布特性及同工酶、染色体、分子标记或几种标志的组合。     

红藻DNA条形码分析技术研究进展

DNA条形码是指利用一段相对较短的标准DNA片段,对物种进行识别和鉴定。目前该技术在动物、植物物种鉴定领域已经得到了广泛的研究和应用。在藻类的研究中,尚未确定一条统一的标准条形码基因,现阶段都是使用2条或2条以上基因序列来完成物种鉴定。对于形态多样、种类繁多的海洋红藻,常用的DNA条形码基因有COI基因(Partial cytochrome c oxidase I gene)、UPA基因(Partial 23SrRNA gene,universal plastid amplicon)、LSU基因(Partial 28SrRNA gene)和rbcL基因(The large subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase)等,这些基因中2个或3个基因的互补运用准确有效地提高了红藻的鉴定准确率,尤其是COI基因的种间差异大足够区分相近物种。本文在概述条形码的原理及其标准的基础上,阐述了红藻DNA条形码鉴定研究的新进展以及常用几种基因片段的优缺点,并对条形码在红藻鉴定中存在的问题进行了分析,对其应用前景进行了展望。     

山东部分海域红藻的鉴定与多样性分析

在山东青岛、威海和烟台近海海域的潮间带进行采样调查,共采取36株红藻样本,对其形态学特征进行了详细的观察.结果显示,所采集的样本在色泽、大小、形态、叶状体形状等外观上均有一定差异,但部分样本间差别并不明显.同时作者采用分子系统学的方法,从藻类样本中分离了rbcL基因片段,并进行了序列分析,利用 rbcL 基因建立了分子系统进化树,对样品间的亲缘关系及多样性进行了系统分析.结果表明,本研究采得的红藻样本有很好的多样性,分别与 GenBank 中已报道的红藻门中的16个属亲缘关系较近.在青岛、烟台和威海3个海域的红藻样本呈现不同的多样性,并且同一属的样品表现出很好的属内种间多样性.     

红藻分子生物学研究进展II 分子系统学与进化

生物系统学即研究某种生物类型的起源、进化发展及各种间的亲源关系远近,系统学研究需要借助于一些标志,如最直接的形态学[1,2]、繁殖特性[2～4]、地理分布特性及同工酶、染色体、分子标记[5,6]或几种标志的组合[7,8]。而分子系统学则是借助于分子水平的标记,如基因序列进行的系统研究。分子水平标记是近十几年来广泛采用的指标,但不同的指标针对的系统水平是不同的,属间分类标准一般采用细胞核或质体基因组标记。如Kamiya[8]从形态学、杂交实验及分子水平分析了红藻(Caloglossaleprieurii)的12个类群,形态学指标与分子水平指标的结果基本…     

红藻分子生物学研究进展Ⅱ分子系统学与进化

生物系统学即研究某种生物类型的起源、进化发展及各种间的亲源关系远近,系统学研究需要借助于一些标志,如最直接的形态学[1、2]、繁殖特性[2-4]、地理分布特性及同工酶、染色体、分子标记[5、6]或几种标志的组合[7、8].     

鱼类性别决定与分化相关基因研究进展

在脊椎动物系统进化中,鱼类处于承前启后的关键地位.与高等脊椎动物相比,鱼类的性别决定机制具有原始性、多样性和易变性,并具有所有脊椎动物的性别决定方式,存在从雌雄同体到雌雄异体的各种性别类型,性逆转在鱼类也是较为常见的现象,因此鱼类性别决定机制研究对于整个脊椎动物类群性别决定机制的形成及进化途径的揭示有非常重要的理论价值.而且鱼类的性别发育是以遗传因素为基础,并受到自身内分泌调节和外界环境的影响,是三者相互作用的结果,故其性别决定与分化没有一个普遍的模式,给性别决定与分化研究带来了一定难度.但随着分子生物学技术的迅猛发展,近20年来有关鱼类性别决定与分化机理及性别相关基因的研究已经取得了相当大的进展.作者根据现有文献资料,对鱼类性别决定与分化相关基因的研究动态和进展作一综述,并对目前存在的热点问题进行了探讨,以期为今后鱼类性别决定与分化相关基因深入研究提供参考.     

6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因克隆、测序和表达

本研究根据6-磷酸山梨醇脱氢酶基因(gutD)两端序列设计引物，以假单胞杆菌(Pseudonmonas XM)的总DNA为模板通过PCR的方法克隆gutD基因并进行序列分析，将克隆得到的gutD基因与原核表达载体pBV220连接并转化大肠杆菌(Escherichia coli)JM101后检测其蛋白表达及菌株生长耐盐性。     

中国科学院海洋研究所海藻分子生物学与基因工程研究进展

海藻分子生物学从生物大分子的角度研究海藻的个体发育与系统发育，从分子水平上揭示海藻起源、进化及其生命现象、生命过程的规律、本质以及机理。中心法则是其主要研究思想。以基因的复制和突变演绎遗传、变异与进化；以基因的表达与调控解释代谢、分化与发育。用操作分子的手段研究、揭示生物学规律。海藻基因工程是在分子生物学理论基础上，通过重组ＤＮＡ技术人工构建栽培海藻新品种，以及实现海藻天然产物的基因工程生产［１］曾呈奎等在１９９０年召开的国际盐田生物技术研讨会上提出了海藻生物技术的概念是有目的地利用以及定向改造…     

副溶血弧菌trh基因的克隆、表达及基因缺失株的构建

利用PCR方法从VP基因组DNA中扩增出trh溶血素基因,构建了大肠杆菌原核表达载体,对trh进行了表达和纯化,经溶血活性检测,复性蛋白具有溶血活性.同时还构建了trh基因缺失株,对trh基因进行了基因敲除研究.结果表明,单独敲除trh基因并不能够影响菌株的溶血活性,说明副溶血弧菌还存在其它溶血素基因.     

黑鲷DMRT1基因cDNA片段的克隆和序列分析

根据其他鱼类DMRT1基因中的保守序列设计了一对简并引物 ,利用反转录 多聚酶链式反应 (RT PCR)的方法克隆了黑鲷 (Acanthopagrusschlegeli)DMRT1基因cDNA的一个片段 .该片段长 13 8bp ,推导的氨基酸序列由 45个氨基酸残基组成 .同源性分析表明 ,该cDNA片段与其他鱼类DMRT1基因序列具有较高的同源性     

海湾扇贝组织蛋白酶L基因编码区的克隆和分析

通过cDNA末端快速扩增技术(RACE),从海湾扇贝(Argopecten irradians)中克隆得到了组织蛋白酶L基因(AiCL)的编码区全长,为1095 bp,推测编码364个氨基酸.经比对与分析发现蛋白序列中存在4个组织蛋白酶L活性位点保守氨基酸:Q164,C170,H309,N329;6个极为保守的半胱氨酸...     

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。     

白骨壤铜锌超氧化物歧化酶基因片段的克隆与序列分析

以红树植物白骨壤(Avicennia marina)基因组DNA为模板，根据超氧化物歧化酶基因保守序列设计特异引物进行PCR扩增，得到特异基因片段。回收该基因片段，与pMD18-T载体连接,并转化到感受态大肠杆菌ER2566细胞，获得铜锌超氧化物歧化酶基因片段的克隆。序列分析表明白骨壤铜锌超氧化物歧化酶基因片段含4个外显子和3个内含子，编码78个氨基酸,与水稻、玉米、红薯和白杨相应氨基酸序列的同源性分别为83．3％，84．6％，84．6％和87．2％。     

罗非鱼源无乳链球菌（Streptococcusagalactiae）Sip基因的克隆、鉴定及分子特性分析

利用设计的特异性引物,扩增出了分离自患病罗非鱼无乳链球菌强毒株Sip基因,并将其克隆到pMD19-T载体上,之后对重组质粒进行了PCR和双酶切（BamHⅠ＋HindⅢ）鉴定,并利用多种生物信息学软件对Sip基因进行分子特性分析。结果显示,罗非鱼源无乳链球菌Sip编码氨基酸序列具有极高保守性,与人源、哺乳动物源无乳链球菌...     

长牡蛎(Crassostrea gigas)Wnt4基因cDNA克隆与表达分析

Wnt4作为Wnt基因家族的重要成员,在动物的生长发育过程中起重要调控作用。本文利用RACE技术克隆了长牡蛎Wnt4基因c DNA全长序列,该序列全长1999bp,开放阅读框为1068bp,编码355个氨基酸,该蛋白序列与人(Homo sapiens)、沙蚕(Platynereis dumerilii)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)Wnt4蛋白的相似性分别为44%、48%和46%。通过荧光定量RT-PCR分析长牡蛎Wnt4基因在成体不同组织和不同发育阶段的表达情况,发现长牡蛎的Wnt4基因具有广泛的组织表达特点,在所检测的多种组织中(外套膜、鳃、唇瓣、消化腺、雄性性腺、雌性性腺)均有表达,推测长牡蛎的Wnt4以信号分子的形式参与多种组织细胞的生命过程;长牡蛎个体发育过程中Wnt4基因的高表达主要集中在胚胎发育的早期(桑葚期最高,原肠胚期次之),幼贝期该基因的表达量很低,说明Wnt4基因可能在早期发育阶段参与了某些器官的形成。     

除草剂草丁膦抗性基因bar作为三角褐指藻基因工程选择标记的研究

研究了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)对氯霉素、卡那霉素、青霉素、链霉素、潮霉素5种抗生素和一种除草剂草丁膦的敏感性,发现三角褐指藻对草丁膦非常敏感,用统计学分析法得出了其72h半致死质量浓度为22mg/L。通过基因枪法将携带草丁膦抗性基因bar的载体pSVB导入三角褐指藻细胞中,通过草丁膦筛选成功获得了抗性藻细胞,PCR检测获得阳性结果,提示草丁膦更适合用于构建安全、高效、廉价的三角褐指藻表达系统。     

弧菌毒力基因水平转移与进化的研究进展

弧菌是一类世界范围内广泛分布的革兰氏阴性杆菌,是引起人类、水生动物细菌性疾病的重要病原之一。与其它病原微生物一样,弧菌的致病性与其产生的多种毒力因子息息相关,毒力基因是产生各种毒力因子的物质基础。就霍乱弧菌Vibrio cholerae、副溶血弧菌V．parahaemolyticus、拟态弧菌V．mimicus、溶藻弧菌V．alginolyticus、鳗弧菌V．anguillarum等人类和水生动物病原弧菌的多种毒力因子编码基因的种类,以及毒力基因的种间与株间水平转移和毒力株进化的研究进展进行了综述,同时也对此研究中存在的问题,特别是与水生动物病害相关的问题进行了探讨,并提出了开展毒力基因多样性研究与检测的建议。