基因组的进化与内含子中的基因的进化

论述了基因组整体进化过程中内含子所含的基因的进化．分析了内含子的起源方式与内含子中的基因种类的关系,并结合基因组在大小、组成等方面进化过程中内含子的演化趋势,探讨了内含子中的基因,特别是核仁小分子ＲＮＡ基因的进化规律．同时,对于内含子中的基因的进化,提出了一些可能的途径．     

人转铁蛋白基因的克隆及序列分析

目的:克隆人转铁蛋白基因并对其编码序列进行分析.方法:以人胎肝cDNA为模板,利用PCR方法克隆人转铁蛋白基因;通过与基因组序列对比分析基因组结构;通过TargetP 1.1和SignalP 3.0预测信号肽;通过Clustal X(1.81)进行蛋白序列联配.结果:PCR扩增了一个长2 160 bp的基因片断,序列分析表明其覆盖了完整编码框,编码由698个氨基酸组成的人转铁蛋白.进一步分析发现人转铁蛋白基因有19个外显子和18个内含子,编码人转铁蛋白N端具有19个氨基酸组成的信号肽序列.人转铁蛋白与猩猩、猴子、兔子和老鼠的转铁蛋白氨基酸相似率分别为94%、91%、78%、73%.生物信息分析表明,人转铁蛋白含有高度保守的参与蛋白二硫键形成的半胱氨酸以及铁离子结合位点,有两个序列较同源的结构域.结论:成功克隆人转铁蛋白基因,人转铁蛋白与其它物种转铁蛋白同源.     

南方红豆杉紫杉烷7β-羟基化酶基因全长序列的克隆和进化分析

 从南方红豆杉Taxus wallichiana var.mairei的新鲜嫩叶中提取基因组DNA作为模板,利用三组特异引物进行PCR扩增,然后克隆测序得到紫杉烷7β-羟基化酶的基因全长。该基因编码区起始密码子为ATG,终止密码子为TGA,全长1 692 bp;碱基组成为490 A (29.0%),351 C (20.7%),362 G (21.4%)和489 T (28.9%)。将紫杉烷7β-羟基化酶基因全长序列与细胞色素P450基因家族的其它三个成员进行比对,发现它与紫杉烷2α-羟基化酶基因、紫杉烷10β-羟基化酶基因及紫杉烷13α-羟基化酶基因的一致性分别为74%、68%及76%。它们的外显子和内含子的连接区均具保守的GT-AG结构,内含子区的变异性明显高于外显子区。进一步以红豆杉属的13个紫杉烷羟基化酶基因家族成员为对象,利用位点间可变ω(非同义替换率dN和同义替换率dS的比值) 模型对该基因家族的适应性进化进行分析。分支模型、位点模型以及分支－位点模型的分析表明：紫杉烷羟基化酶基因家族的少数分支处于正选择压力下(ω>1),但未检测到正选择位点;而绝大部分位点受强烈的负选择作用(ω<1)。     

异源四倍体鲫鲤Sox9a基因保守区序列的克隆及内含子剪接位点分析

用特异于HMG-box保守区的兼并引物扩增了异源四倍体鲫鲤及其原始亲本(红鲫和鲤鱼)的Sox基因. 异源四倍体鲫鲤的扩增产物共有4条带,大小分别约为200,600,900和 1900?bp,而其原始亲本的扩增产物只有3条带,且在雌雄个体中未发现性别特异扩增带. 回收雄性四倍体鱼600?bp扩增带,经亚克隆及测序分析得到一个新的编码71个氨基酸残基的基因. 该基因与虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)、蟾蜍(Xenopus laevis)、鲤鱼(Cyprinus carpio)等的Sox9基因相似性达97%,据此命名为Atsox9a. 通过计算机分析和RT-PCR方法确定该基因含有内含子,并获得其内含子的序列和剪切位点,此内含子剪切位点在进化上是保守的. Atsox9a对于研究异源四倍体鲫鲤性别决定和分化机制及脊椎动物性别进化具有重要的理论意义.     

红豆杉科及相关类群叶绿体rbcL基因与trnL—trnF间隔区序列的分支分析

运用对PCR产物克隆后测序和对PCR产物直接测序的方法对红豆衫科、三尖杉科和罗汉松科16种植物的叶绿体rbcL基因和tmL—trnK基因间隔区序列进行了测定。运用PAUP软件分析对rbcL基因、trnL-rtnK间隔区和rbcL基因-trnL-rtnK间隔区联合数据矩阵进行分支分析，结果显示：(1)穗花衫属以置于红豆杉科内为宜，将穗花衫属独立成科的意见未得到支持；(2)三尖衫属内篦子三尖杉的地位特殊，赞同成立篦子三尖杉组；(3)罗汉松科属单系群，竹柏类应归属罗汉松科，不同意将其从该科中分离出来成立新科——竹柏科；(4)不支持红豆杉科独立成目，其单生单轴球果可能是由复合双轴球果减化而来。     

新疆绵羊种布鲁氏菌GroEL基因的克隆及序列分析

参考牛种布鲁氏菌的GroEL（热休克蛋白）基因设计引物,扩增出新疆绵羊种布鲁氏菌GroEL基因片段,将其片段克隆到T载体上测序。结果表明：新疆源布鲁氏菌GroEL基因片段长1641bp,编码546个氨基酸,与羊种（B．melitensis）、猪种（B．suis）以及牛种（B．abortus）GroEL基因的核苷酸序列同源性分别为99．88％、99．82％、99．88％,推导的氨基酸序列同源性在99％以上,显示了很强的保守性。     

沙田柚S-RNase基因的克隆及序列分析

利用高通量测序技术对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序。通过差异分析得到沙田柚S-RNase基因序列。该基因全长为1 238bp(GenBank登录号为KP172529),开放阅读框(ORF)全长为834bp,共编码278个氨基酸,编码的蛋白质的相对分子质量为31.402kDa,理论等电点为5.30。S-RNase蛋白为亲水性蛋白,共有17个可能的磷酸化位点。氨基酸序列分析表明,其编码的氨基酸与柚Citrus maxima、沙糖桔Citrus reticulata和甜橙Citrus sinensis的同源性分别为99%、98%和96%。系统进化树显示沙田柚S-RNase基因与柚、沙糖桔和甜橙亲缘关系很近,属于同一进化分支。     

红豆杉科及相关类群叶绿体rbcL基因与trnL-trnF间隔区序列的分支分析

运用对PCR产物克隆后测序和对PCR产物直接测序的方法对红豆杉科，三尖杉科和罗汉松科16种植物的叶绿体rbcL基因和trnL-trnF基因间隔区序列进行了测定，选用PAUP软件分别对rbcL基因，trnL-trnF间隔区和rbcL基因－trnL-trnF间隔区联合数据矩阵进行分支分析，结果：（1）穗花杉属以置于红豆杉科内为宜，将穗花杉属独立成科的意见未得到支持；（2）三尖杉属内篦子三尖杉地位特殊，赞同成立篦子三尖杉组；（3）罗汉松科属单系群，竹柏类应归属罗汉松，不同意将其从该科中分离出来成立新科竹柏科；（4）不支持红豆杉科独立成目，其单生单轴球果可能是由复合双轴球果减化而来。     

小菜蛾泛素基因的克隆及序列分析

设计了一对简并引物,从小菜蛾Plutella Xylostella(L.)抗溴氰菊酯品系和敏感品系的雌雄成虫基因组中分别克隆了泛素基因的编码区,GenBank登录号分别为EU28778,EU28779,EU28780,EU28781.序列分析表明,该基因的长度为228bp,编码的多肽由76个氨基酸组成.不同品系和不同性别的小菜蛾泛素基因的核苷酸序列、氨基酸序列等均存在差异,其中敏感品系雌雄成虫间差异较大,序列相似性为81.1%;抗性品系雌雄成虫间差异较小,序列相似性为97.8%.推测这些差异可能与小菜蛾抗药性的形成有关.因而为进一步研究小菜蛾抗药性形成机制和遗传机理奠定了基础.     

人工种植红豆杉各部位紫杉醇的提取过程分析

对江西人工种植红豆杉叶、根、枝中紫杉醇的提取纯化技术进行了研究,比较了加热回流与超声加热回流两种提取方法,经过固相萃取、液一液萃取、正己烷沉淀、硅胶柱层析分离纯化紫杉醇,紫外扫描检测叶、根、枝中紫杉醇的含量分别13．89μg/g、12．67μg/g、39．33μg/g,纯度分别为83％、81．7％、90％,说明红豆杉植物的枝比较适合做为提取紫杉醇的原料,并且超声加热回流法优于普通加热回流法．     

江西省南方红豆杉现状分析及保护对策

红豆杉被称为植物界的活化石,属濒危物种,在我国被列为一级保护植物。根据相关研究,红豆杉具备抗血栓、调节血脂以及抗肿瘤等多种作用,特别其具备抗肿瘤功效。重点分析了江西红豆杉的濒危现状,并提出了针对性的保护措施。     

红豆杉细胞植板方法的研究

在红豆杉细胞植板中,适宜的培养基是优化的ＭＳ培养基,其中ＮＡＡ浓度为０．５ｍｇ／Ｌ,６ＢＡ浓度为０．５ｍｇ／Ｌ;培养细胞生长周期约４０ｄ;培养基中最优碳源浓度是：蔗糖３０ｇ／Ｌ、葡萄糖１０ｇ／Ｌ．无机盐最佳浓度是：ＮＨ＋４１０ｍｍｏｌ／Ｌ,ＮＯ－３４０ｍｍｏｌ／Ｌ,ＰＯ３－４１．２５ｍｍｏｌ／Ｌ．研究表明,培养基的ｐＨ值与植板率密切相关．氨基酸及维生素等有机成分能明显促进细胞生长．来自细胞悬浮培养物的条件培养基能显著地促进红豆杉培养细胞的单细胞在低密度植板时的克隆形成     

不同光照条件下生长的曼地亚红豆杉光合特性的比较研究

研究了不同光照条件下3年生曼地亚红豆杉幼苗的光合生理特性,结果表明:自然光、1层遮荫、2层遮荫条件下生长的曼地亚红豆杉光饱和点分别为:887μmol·m-2·s-1,763μmol·m-2·s-1,650μmol·m-2·s-1;光补偿点分别为117μmol·m-2·s-1,96μmol·m-2·s-1和87μmol·m-2·s-1.遮荫增加了幼苗叶绿素含量,而叶绿素a的含量A与叶绿素b的含量B的比值降低,光呼吸速率升高,暗呼吸速率降低.1层遮荫下生长的幼苗叶绿素含量、表观量子效率、叶片厚度、叶面积及生物量最高.1层遮荫(50%透光率)的环境是曼地亚红豆杉在重庆低海拔地区较适宜的光环境.     

苏云金芽孢杆菌aiiA基因的克隆与结构分析

分别克隆了叶片、苔藓和土壤中分离的Bacillus thuringiensis的aiiA基因,并对其编码的蛋白AiiA-P28、AiiA-B19和AiiA-S2进行了理化特征分析、进化树分析和空间结构的研究.结果表明AiiA-P28、 AiiA-B19和AiiA-S2分子质量均为28 ku ;等电点分别为4.77、4.77、4.93;三者均为亲水性蛋白,具有很高的同源性.进化树分析结果表明叶片中分离的AiiA-P28与苔藓中分离的AiiA-B19进化距离较近, 而土壤中分离的AiiA-S2则与它们的进化距离较远.三维结构分析表明,AiiA蛋白具有典型的αβ/βα折叠的空间结构.     

海南产花鳗鲡细胞色素b基因的克隆及序列分析

线粒体细胞色素b基因是目前研究鱼类分子系统进化的重要分子标记.笔者以日本鳗鲡线粒体基因组序列为模板设计并合成引物进行PCR扩增,并将扩增产物经琼脂糖凝胶电泳和纯化后,克隆到pMD18-T载体、测序,成功得到全长为1 140 bp的海南产花鳗鲡细胞色素b(Cyt b)基因序列.将该基因全长序列递交到Genebank数据库,获得序列登录号为EF690363.用DNA分析软件MEGA2比较了海南产花鳗鲡与递交到GenBank中的8种分布在中国东南沿海、日本海域及南太平洋海域的鳗鲡属(Anguillia)细胞色素b基因的地理差异,并构建了系统进化树.结果显示:日本产和夏威夷产花鳗的地理差异小于海南产花鳗与它们之间的地理差异.     

多鳍鱼Shh基因克隆与同源性分析

根据已报道的软骨鱼、硬骨鱼、两栖类、鸟类、哺乳类和人的Sonichedgehog(Shh)基因序列,在Shh基因保守区设计一对简并性引物,利用PCR技术从多鳍鱼cDNA中扩增Shh基因。结果显示,多鳍鱼Shh基因全长1263bp,编码421个氨基酸。通过同源性比较发现,多鳍鱼与肺鱼的同源性最高,为82.5%,二级结构分析表明,Shh蛋白含有30.71%的α螺旋,21.67%的扩展线条和47.62%的无规卷曲,不含β片层;并以蛋白质结构数据库(PDB)中已解析的Shh蛋白的三维结晶结构(3D)为模板,利用http://www.expasy.org/swissmod/SWISS-MODEL.html同源模建Shh蛋白的三维结构,为进一步研究Shh基因在胚胎体节发育和肢芽图式形成中的功能奠定了基础。