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。     

日本(虫寻)和底栖短桨蟹线粒体DNA 12SrRNA基因序列的初步研究

以相应引物对日本和底栖短桨蟹的线粒体 DNA1 2 S r RNA基因片段进行了 PCR扩增和序列测定 ,分析比较了 2种间序列差异。结果表明 :日本 1 2 S r RNA基因片段长度为 41 4 bp,底栖短桨蟹为 41 5bp,2种的 A,T,G,C含量分别为 1 51 bp(36.47% ) ,1 53bp(36.96% ) ,43bp(1 0 .39% ) ,67bp(1 6.1 8% )和 1 50 bp(36.1 4 % ) ,1 55bp(37.35% ) ,44bp(1 0 .60 % ) ,66bp(1 5.90 % )。 2种间共出现了 3个碱基的缺失 /插入和 38bp的序列差异 ,其碱基转换与碱基颠换比约为 2 .1 7。     

基于COⅠ基因序列的长腹剑水蚤系统进化关系

长腹剑水蚤属（Oithona）是广泛分布于海洋近岸和外海海域的中小型桡足类中最为丰富的类群之一,由于个体小且形态差异微小,通过传统的形态学分类法对其进行准确鉴定难度较大。本文对南海分布的长腹剑水蚤属内的5个种,即瘦长腹剑水蚤（O.tenuis）、羽长腹剑水蚤（O.plumifera）、刺长腹剑水蚤（O.setigera）、伪长腹剑水蚤（O.fallax）和长刺长腹剑水蚤（O.longispina）线粒体COⅠ基因序列以及DNA数据库中长腹剑水蚤属其他地区种类COⅠ基因序列进行比较分析,使用ABGD （Automatic Barcode Gap Discovery）和GMYC （Generalized Mixed Yule Coalescent）模型进行物种界定,分析种间种内遗传距离,并构建系统进化关系。结果显示ABGD和GMYC模型均可以很好地对长腹剑水蚤进行种类划分;种内遗传距离为0.0%~1.6%,种间遗传距离为17.7%~44.5%（Kimura 2-parameter双参数模型）,表明种间出现较高的分化;贝叶斯系统树和最大似然树进化树结果均表明,简长腹剑水蚤（O.simplex）与其他种类相距较远,羽长腹剑水蚤和拟长腹剑水蚤（O.similis）中存在隐种的分化,分别是我国南海海域和地中海的羽长腹剑水蚤以及朝鲜海峡和北海的拟长腹剑水蚤,种间遗传距离分别为18.6%、22.9%。     

六溴环十二烷胁迫下红树蚬鳃及肝胰腺线粒体基因表达定量研究

红树蚬(Polymesoda erosa)作为一种主要栖息于潮间带的沼泽地或红树林的双壳贝类,近年来很多研究都证明其具有做为海洋污染监测指示物种的潜力。红树蚬受六溴环十二烷(HBCD)不同浓度(0、0. 086、0. 860、8. 600μg/dm~3)及不同天数(1、3、11、15、22 d)胁迫后,从转录组上调文库中挑取6个线粒体编码基因:细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ、Ⅲ(COXⅠ、COX Ⅲ),NADH脱氢酶亚基Ⅰ、Ⅲ(ND Ⅰ、ND Ⅲ),细胞色素b(Cyt b),无机焦磷酸酶(PPase),并用实时荧光定量PCR研究各基因在红树蚬各组织内的表达情况,因为基因不稳定性,利用β-actin作为内参对各目的基因所得数据进行均一化处理。结果发现:6个基因在HBCD胁迫后都有转录且差异表达。经生物统计学分析,胁迫后鳃及肝胰腺组织中各基因的表达量较对照组中有显著变化,总体上随着胁迫天数及浓度的增加呈增加趋势,但当胁迫浓度过高时,因线粒体产生的应激能力有限,表达量反而降低。最后从酶复合物在呼吸链、ROS生成、ATP合成中的作用等各方面分析了HBCD胁迫导致线粒体基因表达变化的原因,为进一步开展分子毒理研究和开发分子生物标志物在海洋监测中的应用奠定了基础。     

利用扩增vvhA基因的环介导等温扩增技术快速，特异而敏感地检测创伤弧菌

创伤弧菌是一种可感染人类的河口病原菌。建立快速,特异而敏感的检测方法,有助于创伤弧菌感染的早期疾病诊断和及时治疗。本研究设计了针对vvhA基因的一系列引物（包括两对外部引物和两对内部引物）,采用环介导等温扩增技术（LAMP）来检测创伤弧菌。结果显示,本方法的最适扩增温度是63℃,反应仅需35分钟。扩增产物不仅可以用含有DNA ladder的琼脂糖凝胶电泳检出,也可借助钙黄绿素直接肉眼观察。采用45株菌株检测该方法的特异性,其中所有创伤弧菌均被检出而其他菌株检测结果皆为阴性。本方法的敏感性是普通PCR扩增的100倍,同时利用该方法可以准确检测出所有的模拟样品、临床标本及环境样品。与其他已知方法比较,针对vvhA基因的介导等温扩增技术可以快速、简单、敏感及特异地鉴定创伤弧菌。     

大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris) Gal-8L基因序列及其细菌凝集活性的鉴定

半乳糖凝集素-8基因(galectin-8,Gal-8)属于凝集素家族一员。已知Gal-8在哺乳动物的先天免疫中发挥重要作用,然而在鱼类中却鲜有报道。本研究通过转录组测序获得大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)半乳糖凝集素-8样基因(galectin-8 like,Bp Gal-8L)c DNA序列。首先确定其序列特征,其次采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,q PCR)的方法鉴定Bp Gal-8L组织表达分布及其与迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染相关性;最后分别通过原核表达获得N端和C端CRD区重组蛋白Bp Gal-8L-N和Bp Gal-8L-C,并采用玻片法观察这两个CRD区的细菌凝集活性和糖类结合特性。多重序列比对显示,Bp Gal-8L蛋白含有两个糖识别结构域(carbohydrate recognition domain,CRD),但只有C端的CRD区存在Gal家族典型的β-半乳糖苷糖类结合基序。系统进化树表明Bp Gal-8L属于鱼类Gal-8的一种亚型。q PCR结果显示,Bp Gal-8L基因m RNA在各组织中普遍表达,并且在迟缓爱德华氏菌感染后大弹涂鱼肝和脾中表达量呈上调趋势。细菌凝集实验结果显示,只有Bp Gal-8L-C重组蛋白对检测的5种革兰氏阴性菌及2种革兰氏阳性菌有凝集作用,并与乳糖和脂多糖特异性结合。综上所述,Bp Gal-8L与大弹涂鱼抗菌免疫密切相关,且其N端和C端CRD区发挥不同作用。     

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。     

四株鳖源致病性嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的表型、分子鉴定及其毒力基因检测

采用生态毒理学、表观分类学及分子生物学方法,对具白底板病典型症状濒死中华鳖内脏中分离获得的4株病原菌开展了以致病性、表型分析、分子鉴定及毒力基因检测为内容的实验研究,结果表明:(1)4株病原菌均具致病性,致死力由大到小依次为ZHYYZ-2、ZHYYZ-4、ZHYYZ-1、ZHYYZ-3;(2)4株病原菌均为呈短杆状、具溶血活性的革兰氏阴性细菌,VITEK2型全自动细菌鉴定与药敏系统和ATBExpression型细菌鉴定与药敏智能系统均显示为嗜水气单胞菌;(3)ZHYYZ-1、ZHYYZ-2、ZHYYZ-3、ZHYYZ-4的16SrDNA序列长度分别为1460、1464、1466、1461,经Blast同源性检索表明它们所扩增的16SrDNA序列与GenBank数据库中登记的71株嗜水气单胞菌的相似性均为99%;(4)经PCR特异性检测,各实验菌均含有Aha、AHH、AerA和OMP。根据4株实验菌的表型和分子生物学特征,判定它们均为气单胞菌属的致病性嗜水气单胞菌。     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)足丝蛋白mcofp3和mcofp6的cDNA克隆及序列分析

通过设计特异性引物,采用PCR扩增的方法对厚壳贻贝足腺细胞cDNA文库进行筛选,共克隆得到14条厚壳贻贝mcofp3的cDNA序列和8条mcofp6的cDNA序列,并对其基因序列及推导的氨基酸序列进行了序列比对和变异位点初步分析。结果表明,14条mcofp3cDNA序列分属于厚壳贻贝mcofp3家族的两个亚家族,其成熟肽序列变异相对活跃;而8条mcofp6 cDNA序列并无明显的亚家族划分,序列相对保守。本次实验所获得的mcofp cDNA序列初步显示了厚壳贻贝足丝蛋白家族基因的分子多样性,为将来深入了解厚壳贻贝足丝蛋白的分子多样性机制以及在此基础上开发相关的新型生物黏附剂奠定了基础。     

Cloning and phylogenetic analysis of a fatty acid elongase gene from Nannochloropsis oculata CS179

Nannochloropsis oculata CS179, a unicellular marine microalga, is rich in long-chain polyunsaturated fatty acids (LCPUFAs). Elongase and desaturase play a key role in the biosynthesis of PUFAs. A new elongase gene, which encodes 322 amino acids, was identified via RT-PCR and 5′ and 3′ RACE. The sequence of the elongase gene was blast-searched in the NCBI GenBank and showed a similarity to those of the cryptosporidium. But the NJ-tree revealed that the N. oculata CS179 elongase clustered with those of the microalgae Phaeodactylum tricornutum, Ostreococcus tauri and Thalassiosira pseudonana.