Relationships between molecular bacterial diversity and chemistry of groundwater in the Wairarapa Valley,New Zealand

Groundwater plays an important role in New Zealand water supplies and hence monitoring activities are conducted regularly. Most monitoring programmes aim to evaluate groundwater chemistry and almost completely overlook the microbial component in this ecosystem. In our present study, the bacterial community structure of groundwater in the Wairarapa Valley was examined using the terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP), and relationships between bacterial community structure and groundwater chemistry, aquifer confinement and groundwater usage were explored. In addition, the results from this study were compared with a previous T-RFLP survey of the same area in an attempt to detect changes in bacterial community structure over time. The data obtained suggested that bacterial community structure was related to groundwater chemistry, especially to redox conditions. Species composition showed minimal variation over time if groundwater chemistry remained unchanged. These findings reflect the potential of using bacterial communities as biological indicators to evaluate the health of groundwater ecosystems. We suggest that it is important to include this type of broad bacterial diversity assessment criteria into regular groundwater monitoring activities.     

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。     

Evidence of the restricted gene flow within a small spatial scale in the Japanese common intertidal goby Chaenogobius annularis

Elucidating the scale of gene flow among populations is an important challenge for understanding the ecological dynamics and local adaptation of marine organisms. We assessed whether gene flow is restricted even at a small spatial scale in the Japanese common intertidal goby Chaenogobius annularis, using highly polymorphic DNA markers, involving the mitochondrial DNA (mtDNA) control region and 15 microsatellite DNA (msDNA), because past ecological studies have suggested low dispersal ability for rocky intertidal fishes. We found significant heterogeneities between four neighboring local populations by both mtDNA and msDNA analyses. In addition, no genetic heterogeneity was detected by either method across generations within a population; it was considered that such genetic differentiation is retained across generations and that the gene flow of this species is restricted to within a radius of a few kilometers. This is the first report showing a clear genetic subdivision in rocky intertidal fish.     

两种体色三疣梭子蟹线粒体DNA 部分片段序列的比较分析

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)作为重要的海洋经济动物,其常见体色(头胸甲)为茶绿色。近年来在我国沿海海域海捕三疣梭子蟹中开始出现体色为紫色的一类梭子蟹,除体色不同外,二者表型特征并无显著差异。对两种体色三疣梭子蟹不同个体的线粒体COI和16S rRNA基因进行了序列比对分析以判定二者之间的亲缘关系。结果发现COI和16S rRNA基因在两种体色三疣梭子蟹群体中的核苷酸序列一致性分别为99.87%和99.88%,表明紫色三疣梭子蟹并未发生亚种的分化,即紫色和茶绿色群体属于同一个种。并利用GenBank数据库检索了梭子蟹科其他15种海产蟹的16S rRNA序列,进行了序列同源性比对分析和分子系统学方面的探讨,为梭子蟹种属分类学研究提供分子依据。     

虾类遗传多样性的研究现状

同工酶技术已经被广泛应用于虾类群体遗传学及标记辅助选择育种等研究方面.同工酶电泳显示对虾有相应的亚群差异,暖水性虾类的遗传多样性水平高于冷温性种类;连续分布的且在不同生活史阶段所处的栖息地环境变化幅度大的种类往往表现出较低的遗传多态性,虾类群体的多态位点比例和杂合度都较低,养殖群体比野生群体更低.但同工酶电泳技术往往检测不出一些"隐性"或"中性"变异而低估了遗传多样性水平.随着分子生物学技术的发展,从20世纪90年代开始,虾类遗传多样性的研究逐渐向线粒体DNA和核DNA的多态性方向发展.限制性片断长度多态性(RFLP)在虾类线粒体多倍型、物种标记以及比较野生和养殖群体线粒体COI 基因的多态性比较等方面应用普遍.随机扩增多态性(RAPD)技术主要应用于虾类不同地理群体遗传多态性调查,养殖群体与野生群体之间、养殖群体世代之间的遗传多态性比较,该技术得到的虾类遗传多样性水平高于同工酶电泳技术.扩增片断长度多态性(AFLP)技术在虾类中主要应用于遗传连锁图谱的构建,有关虾类的AFLP遗传多样性分析的报道不多.利用AFLP技术对连续选育群体的遗传多样性研究显示,随着选育世代的增加,选育群体的遗传多样性呈现下降趋势,但随着选育时间的延长,群体之间的分化逐渐降低,群体的遗传结构开始趋于稳定,成为一个品系.单一重复序列(SSR)技术主要用于标记种群遗传特异性、不同地理群体间以及野生和养殖群体间的遗传多样性差异.DNA序列分析技术特别是线粒体序列分析技术近年来在虾类遗传多样性研究中的应用逐渐增多.mtDNACOI、mtDNA12S rRNA和mtDNA16S rRNA的基因序列差异被应用于形态相近物种的鉴别、亚属分类、确定个体间亲缘关系和野生与养殖群体间的遗传多样性差异等.为了实现对虾类种群遗传差异的更深入了解,人们把种群遗传结构的研究和系统地理学相结合,即用分子系统地理学的方法来研究遗传谱系空间分布的历史特征,通过种群遗传结构的分析来探讨种内系统地理格局的形成机制、系统发育关系以及现有分布特征,并结合种群的地理分布状况来发现和验证与其相关的地质事件,追溯和揭示种群的进化历程.从育种、养殖以及资源保护的角度出发,人们开始研究野生群体的种质基因库,希望根据群体遗传结构确定合理的增殖策略,制定科学的保护措施,确保虾类养殖业的持续发展.     

分子生物学技术在赤潮毒素分析监测中的应用

有毒赤潮事件的频繁爆发,不仅对海洋生物及自然资源造成了极大的危害,还严重威胁到公众健康。因此,各国都在积极寻求快速灵敏的检测方法,加强对赤潮毒素的分析及监测。现代分子生物学技术的发展为新型快速检测方法的建立提供了可能。对利用分子生物学技术对赤潮毒素进行检测的几种方法——全细胞PCR法、DNA探针法及信使基因细胞受体法进行了讨论。这些新技术旨在检测出环境中的痕量赤潮毒素和有害生物,杜绝赤潮毒素或有毒藻进入到食物链,从而最大限度保护公众健康、水环境及自然资源。     

大弹涂鱼自然种群遗传多样性的RAPD分析

2002年9月以采自浙江宁海三门湾海区的大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris L．)为材料,对大弹涂鱼自然种群的遗传多样性进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析,20个引物共扩增出100个DNA片段,多态位点比例(P)为21％,任意两个个体间遗传相似度(F)最大为0．9938,最小为0．9239,平均为0．9645。任意两个个体间的遗传距离(D)最大为0．0761,最小为0．0062,绝大多数为0．02000～0．0500;大弹涂鱼自然种群的平均杂合度(He)为0．2018,D平均值为0．0355;Shannon多样性指数(Ho)和Shannon多样性值(H)分别为5．918和0．0592。研究结果表明大弹涂鱼的遗传多样性水平比较低,应加强大弹涂鱼种质资源的保护。     

镉胁迫对大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)血细胞遗传损伤的研究

以大弹涂鱼为研究对象,应用单细胞凝胶电泳技术并结合外周血基因组DNA琼脂糖凝胶电泳,研究了镉胁迫对大弹涂鱼外周血细胞的遗传损伤。结果表明:(1)镉对大弹涂鱼外周血细胞是遗传毒性而非细胞毒性,并且产生的遗传损伤存在显著(P0.01或P0.05)的剂量效应,染毒1h的大弹涂鱼的全长和尾长与浓度的相关方程分别是y=29.592x-10.576(r2=0.9786),y=28.417x-14.859(r2=0.9857),染毒2h的大弹涂鱼的全长和尾长与浓度的相关方程分别是y=32.044x-5.0235(r2=0.941),y=29.911x-9.539(r2=0.9635)。(2)DNA的损伤程度和污染胁迫之间存在着时间效应。以上结果表明,DNA损伤可作为大弹涂鱼受镉胁迫时的生物指标。     

中国沿海常见蜑螺科贝类的DNA条形码

DNA条形码不仅为物种鉴定提供了有效方法,而且也有助于分类学和生物多样性研究。本研究旨在探讨将COI和16S rRNA基因序列应用于中国沿海蜑螺科贝类物种鉴定的可行性,获得了该科3属7种贝类61个个体的COI和16S rRNA基因序列。基于COI基因序列的种内遗传距离为0.00—1.29%,平均为0.67%;属内种间遗传距离为4.62%—19.25%,平均为13.02%;基于16S rRNA基因序列的种内遗传距离为0.00%—0.48%,平均为0.23%;属内种间遗传距离为2.47%—8.48%,平均为6.37%。两种基因序列在所研究的蜑螺中,种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在明显的条形码间隙,所有物种在系统发生树上都表现为独立的单系群。结果表明,线粒体COI和16S rRNA基因序列可以作为DNA条形码标准基因对蜑螺科贝类进行有效地物种鉴定。