【目的】研究星天牛转录组信息及体内细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)三大解毒酶系的表达谱情况,通过构建系统进化树,探析其这3种酶系基因家族的类别及其系统演化关系,为星天牛对多寄主种类的适应性与杀虫剂的抗药性机制研究提供依据。【方法】采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq~(TM)2500对星天牛进行转录组测序与数据分析,通过数据筛选并进一步与鞘翅目近缘物种的解毒酶同源蛋白进行系统发育分析。【结果】经测序、序列拼接得到55 260条unigenes,将其与公共数据库进行同源比对,注释了32 247条unigenes,在Swiss-Prot数据库注释的unigenes的数量最多(99.11%);注释到Nr数据库时与赤拟谷盗的unigenes同源性最高(60.25%);在GO数据库中,共有8 083个unigenes被成功注释,根据其功能大致可分为3类47亚类;在KEGG数据库中,4 600条unigenes与162个预测路径可以匹配。通过基因注释发现248条解毒酶系基因在星天牛体内表达,包括139条CYP基因、72条CarE基因、37条GST基因。系统发育分析发现,星天牛的大部分CYP基因都至少与一种鞘翅目近缘物种的CYP基因聚类在一起,P450基因中的CYP6家族数量与其他近缘物种(鞘翅目)类似,包含的基因数量最多; CarE解毒酶蛋白基因主要为β-酯酶、神经趋化蛋白、外源性代谢酶、未知等4种类型,分别可能参与星天牛的一些激素以及信息素的加工、神经和发育过程、消化与解毒等生理过程;星天牛的GST基因聚类主要包含Microsomal GST、Sigma GST、Omega GST、Delta GST、Theta GST等亚家族,具有保护生物大分子免受氧化损伤、催化活力等功能。【结论】本研究获得星天牛的转录组信息,初步探明星天牛体内三大解毒酶系的表达谱及分化情况,可为星天牛对多寄主种类的适应性与杀虫剂抗药性的产生及遗传机制研究提供基础数据和参考。

bZIP蛋白是植物中特有的一类转录因子,包含亮氨酸拉链结构域和碱性结构域两部分。在种子贮藏基因表达、光形态发生及器官建成以及植物对ABA、光、厌氧生活和发育信号的反应中,bZIP蛋白家族对调节基因的表达都起到重要的作用。对已鉴定出的78个拟南芥bZIP基因(包括-like)中72个bZIP基因(不包括-like和假设蛋白),利用系统发育树分为8个组,以期进一步探讨进化组中的生物特征和功能。

【目的】研究miR319靶基因的功能和相关生理作用机制。【方法】利用生物信息学的方法对miR319基因家族成员成熟序列进行分析及靶基因预测。【结果】miR319在不同植物中拷贝数差异较大,大部分miR319基因分散在不同染色体上,少部分分散在同一条染色体上;miR319序列在不同物种间具有高度的保守性,保守区位置分布差异较大。进化分析表明miR319基因家族的成员呈现4大分支,水稻osa-miR319a-3p和苹果mdm-miR319c有特殊的进化机制。靶基因预测表明miR319靶基因功能包括转录因子、翻译活化剂、还原酶、蛋白酶等。【结论】miR319靶基因在植物体内可能形成复杂的调控网络对植物生长发育和植物抗逆过程起着重要的调控作用,这为今后进一步研究miR319靶基因的功能和相关生理作用机制提供了重要的理论依据。

对天牛科4亚科32种天牛的28S rDNA基因部分序列进行测定和分析,并结合GenBank数据库中6种天牛的28S rDNA基因部分序列,采用最大简约法和贝叶斯法重建天牛科7亚科38种天牛的系统发育树,探讨它们之间的系统发育关系。在获得的772bp的序列中,保守位点521个,占全部位点的67.5%;简约信息位点136个,占全部位点的17.6%。G+C的平均含量为60.8%,明显高于A+T的平均含量,碱基组成偏向G和C,转换稍高于颠换。系统发育树表明:天牛亚科、锯天牛亚科、花天牛亚科及沟胫天牛亚科均为单系群,与传统形态分类结果一致。28S rDNA序列是一种有效的解析天牛科高级分类阶元系统发育关...

【目的】通过不同生理状态牛卵泡高通量测序筛选与卵泡发育相关的基因。【方法】母牛同期发情后,B超声波连续监测并适时采集第一卵泡波出现偏差前的最大卵泡(the largest follicle at predeviation,PDF1)和第二大卵泡(the second largest follicle at predeviation,PDF2),构建RNA文库后Illumina平台测序,经数据库比对,设定参数筛选高表达基因、差异表达基因并进行GO分析,Genecards基因功能查询进一步筛选与卵泡发育直接相关的调控基因,q RT-PCR对筛选的基因进行表达量验证分析。【结果】两个转录本中共获得263个差异表达基因;GO功能聚类分析共分为三大类90组:其中生物学过程占64.4%,细胞组分占17.8%,分子功能占17.8%;获得一些重要的功能富集通路,如调控信号转导和细胞因子应答的生物途径;基因表达量分析筛选出10个高表达的上调和下调基因,获得参与雌激素合成和胎儿性别发育的CYP17A1、参与类固醇激素合成的LOC785462、细胞发育过程中调节细胞凋亡的DACH1以及调节ERK和MEK1/2信号通路的MAP3K3。Genecards功能查询共获得6个基因与卵泡发育关系较为密切,其中上调基因分别为PRSS35,PTGRF,ARID4B,GPR116;下调基因为APOA1和CPXM1;q RT-PCR结果显示,PRSS35和ARID4B在DF中的表达量显著高于SF(P<0.05),CPXM1在SF中的表达量极显著高于DF(P0.05),但其表达变化趋势与高通量测序结果相一致。【结论】转录组测序结果真实可靠,PRSS35和ARID4B在卵泡发育过程中发挥正调控作用,CPXM1在卵泡发育过程中发挥负调控作用,获得的牛卵泡发育相关基因和重要调节途径,对后期深入探讨卵泡发育调控机理的研究具有重要意义。

【目的】根据基因组浅层测序结果，解析无毛青藤叶绿体基因组的结构、大小、基因组成、密码子偏好性、简单重复序列（SSR）位点及系统发育关系。【方法】以无毛青藤为材料，对其叶绿体基因组进行测序，组装后获得其叶绿体DNA全长序列并进行基因组特征、密码子偏好性、SSR位点及系统发育分析。【结果】无毛青藤叶绿体基因组全长为156 513 bp。其中，GC含量为39.1%。其结构包括大单拷贝区（LSC,85 225 bp）、小单拷贝区（SSC,18 779 bp）以及反向重复序列（IRs,26 254 bp）。4个区段中，IR区的GC含量最高（43.3%）,LSC区的GC含量为37.7%,SSC区最低。共注释得到131个基因，其中，84个位于LSC区，SSC区13个，两个IR区各17个。鉴定出61个SSR位点，碱基组成以A/T碱基类型为主；33个无毛青藤叶绿体基因组密码子的使用具有偏好性，并以A/U碱基结尾。系统发育进化树表明,青藤属6个种分为两支，其中大花青藤与无毛青藤具有较近的亲缘关系，IR/SC边界分析结果显示除红花青藤外，其余5种青藤属植物的JLB(LSC/IRb)边界较为保守。6种青藤叶绿体基因组的基因构成和顺序较为保守，大多数变异存在于相邻基因间隔区内。【结论】无毛青藤的叶绿体基因组相对较大，且较为保守，并与大花青藤具有较近的亲缘关系。研究结果可为无毛青藤及其近缘种叶绿体基因组系统进化分析提供重要的理论参考。

基于GenBank中团头鲂线粒体基因组全序列和三角鲂、厚颌鲂、广东鲂的部分线粒体基因组序列,设计引物扩增出三角鲂、厚颌鲂和广东鲂3种鱼线粒体基因组全序列,同时对4种鲂属鱼类线粒体基因组全序列进行了比较分析。结果表明,4种鲂属鱼类线粒体基因组基因排列顺序完全相同,排列紧密,均包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA、2个rRNA、1个非编码控制区(D-loop区)和1个轻链复制起始区(OL区)。除ND6和8个tRNA在L链上编码外,其余的基因均在H链上编码。4种鲂属线粒体基因组13个蛋白质编码基因中,均呈现出较强的A+T偏向性和C碱基偏好。全序列比对结果显示,共有758个变异位点,其中非简约性信...

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA（转运RNA）基因和8个rRNA（核糖体RNA）基因，缺失ccD和ycf1基因；苏丹草叶绿体基因组共检测到27个简单序列重复（simple sequence repeat，SSR）和47个长重复序列（long repeat sequence，Longrepeat）；LSC（大单拷贝）区和SSC（小单拷贝）区的核苷酸多态性显著高于IR（反向重复）区，LSC区的变异性大于SSC区和IR区，Pi（核苷酸多样性）变化范围为0-0.01852，通过Pi（≥0.01215）筛选出10个高变异区域，均位于LSC区；苏丹草及其11个近缘种叶绿体基因组密码子各位置GC含量不同，偏好以A/U结尾，平均ENC值为47.50，密码子偏性较弱；影响苏丹草及其11个近缘种密码子使用偏性的主要因素为自然选择，内部突变压力的影响较小；苏丹草叶绿体基因的最优密码子共15个（CAA、AAA、UUU、UAU、AUU、UAA、GCA、CCA、ACU、GUA、AGA、CGA、CUU、UCC、UCU），均以A、U结尾；苏丹草与高粱双色亚种Sorghum bicolor subsp. drummondii （MW999225）亲缘关系较近。本试验结果能为苏丹草分子标记的开发、遗传多样性以及进一步研究高粱属植物的保护生物学和种群遗传学提供参考。

综合分析对虾科(Penaeidae)21个物种线粒体基因组的全序列，发现其线粒体基因组的长度为15 893～16 071 bp, A+T含量为64.59%～70.61%。K_a/K_s分析表明，对虾科物种线粒体13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)中，atp8基因的K_a/K_s最高，表明在对虾科中atp8基因受到了较弱的选择压力；在差异位点的分析中，发现nd5和rrnL基因的差异位点比例较高，是理想的分子标记，可用于分析对虾不同群体之间的遗传多样性；在密码子的使用中，被编码的氨基酸均体现相似的偏好性。同时，采用ML(Maximum likelihood)和BI(Bayesian inference)方法构建系统发育树，结果显示，这两种方法构建的系统发育树拓扑结构完全一致，且同属物种也都归为一类或者单独归为一支。本研究为快速鉴定对虾科生物提供了可靠的分子标记，为分析对虾科物种遗传多样性提供理论依据。

褐兜蝽是一种常见农林害虫，主要为害洋丝瓜和南瓜等葫芦科植物，常与药用昆虫九香虫混合发生。通过高通量测序技术，组装拼接获得褐兜蝽线粒体基因组全序列，对其进行分析并基于13个蛋白质编码基因构建系统发育树。结果表明：褐兜蝽线粒体基因组的序列全长为15792bp（GenBank登录号：MW899158），包含13个蛋白编码基因（PCGs）、22个tRNA、2个rRNA和D-loop区，核苷酸组成及基因排布序列与异翅亚目昆虫一致；线粒体全序列A+T含量为75.16%，G+C含量为24.84%；预测了22个tRNA的二级结构，除tRNA-Val缺失DHU臂外，其余均为典型的三叶草结构；系统发育分析表明兜蝽科与荔蝽科互为姐妹群关系，且兜蝽科下5个物种的系统发育关系为：（（褐兜蝽C. brunneus+九香虫C. chinensis）+（短角瓜蝽Megymenumbrevicorne +细角瓜蝽M. gracilicorne））+小皱蝽Cyclopelta parva。褐兜蝽与九香虫亲缘关系最近，与传统形态分类结果一致。

测序、分析了福周艾蕈甲的线粒体基因组，并基于线粒体基因组数据，分别利用最大似然法和贝叶斯法重建了扁甲总科的系统发育树，内群包含扁甲总科的50种昆虫，外群为2种象甲总科昆虫。福周艾蕈甲的线粒体基因组包含37个基因[13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA(rRNA)基因和22个转运RNA(tRNA)基因]和1个非编码控制区；整个线粒体基因组全长为15 716 bp（GenBank序列号: OP354255）。13个蛋白质编码基因中除cox1和nad1的起始密码子为TTG外，其余以ATT、ATA或ATG为起始密码子；4个蛋白质编码基因cox1、cox3、nad5和nad4的终止密码子为T或TA，其余9个蛋白质编码基因的终止密码子为TAA或TAG。除trnS1因缺少DHU臂而无法构成稳定的三叶草结构外，其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构；trnS1的反密码子不是常见的GCU，而是UCU。rrnL基因的全长为1 281 bp，A+T含量为81.73%；rrnS基因的全长为761 bp，A+T含量为79.5%。两种系统发育分析方法构建的系统发育树基本一致：大蕈甲科为非单系群，其与原扁甲科有较近的亲缘关系；福周艾蕈甲与光亮艾蕈甲构成姐妹群。

采用已公布的鱼类线粒体基因组全序列,设计8对引物扩增、测定并注释温州光唇鱼(Acrossocheilus wenchowensis)线粒体基因组(GenBank登录号:KC_495074)。序列全长16 591 bp,包括13个蛋白质基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区,各基因的位置及组成与已公布的鲤科鱼类一致;37个基因中,1个蛋白质编码基因(ND6)和8个tRNA基因(tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer(UCN)、tRNAGlu和tRNAPro)由L链编码,其余的均由H链编码。A、T、G、C碱基组成分别为30....

【目的】李属植物种类庞杂，其线粒体基因组相关研究较少。利用比较基因组学对李属植物线粒体基因组进行分析，旨在为李属植物系统发育、种群鉴定等研究提供参考。【方法】基于NCBI数据库已发布的7种李属植物线粒体基因组序列，利用生物信息学的方法，对其基因组的特征、组成，基因转移，遗传变异，系统发育等方面进行分析。【结果】7种李属植物的线粒体基因组序列长度为422 215(寒樱)～535 727 bp(梅),GC含量均约为45%,编码序列数量相近。跨膜结构域分析显示，线粒体基因组部分开放阅读框可能包含信号肽。DNA从叶绿体迁移至线粒体分析显示，tRNA基因比rRNA基因更为保守。7种李属植物线粒体基因组密码子偏好性不强，但共线性较高，大多数蛋白质编码基因在进化过程中受纯化选择。线粒体全基因组和单基因系统发育分析显示，寒樱与浙闽樱桃、梅与山杏的亲缘关系更近，李与光核桃的亲缘关系也较为接近，此结果与植物学分类标准存在一致性。【结论】李属线粒体基因组是其全基因组的重要组成部分，其序列较为保守，可用于物种鉴定、系统发育等方面的研究。

以直穗小檗为材料进行叶绿体基因组测序和组装,分析其叶绿体基因组结构特征,并讨论系统进化关系。结果表明:直穗小檗叶绿体基因组全长167 036 b,GC含量占总碱基数量的38.16%,共编码144个功能基因;直穗小檗叶绿体基因组序列中共发现109个微卫星位点,A/T碱基组成的单核苷酸重复序列占比最高(73.4%);系统发育分析表明,直穗小檗与朝鲜小檗、黄芦木以及威宁小檗的亲缘关系更近,同时与十大功劳属的阿里山十大功劳和阔叶十大功劳聚为一支。该结果为进一步研究直穗小檗的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了依据。

综合分析了龙虾科(Palinuridae)13个物种线粒体基因组的全序列,发现其线粒体基因组的长度为15470～16105 bp, A+T含量为62.63%～67.11%。Ka/Ks分析表明,龙虾科中的10个龙虾属(Panulirus)物种线粒体13个蛋白质编码基因(protein-codinggenes,PCGs)的Ka/Ks<