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6种雪茄品系叶绿体基因组比较分析及系统发育关系研究
2025年
为探究国内栽培雪茄烟的品系来源,本研究采用第二代测序技术对6种雪茄烟的叶绿体基因组进行了测序和装,解析了其叶绿体基因组的结构特点,并构建其系统进化关系。结果表明,6种雪茄烟具有典型的叶绿体基因组的4个分区:大单拷贝区(Large single copy,LSC)、小单拷贝区(Small single copy,SSC)和一对反向重复区(Inverted repeat,IRa/IRb)。结果表明,Nicotiana tabacum 7-CX14,N.tabacum Hainan2,N.tabacum Hainan3,N.tabacum 189802E-Habana2000,N.tabacum Piloto Cubano和N.tabacum apxA_T2_120719的叶绿体基因组全长分别为155942 bp,155942 bp,155942 bp,155942 bp,155942 bp和161907 bp,包括86685p~86686 bp的LSC区域,18571~18573 bp的LSC区域。除N.tabacum apxA_T2_120719之外,其余5种雪茄烟的叶绿体基因组编码的基因数目均为130个,包含85个蛋白编码基因(Protein-coding genes,PCGs)、8个核糖体RNAs(ribosomal RNAs,rRNAs)、37个转运RNAs(transfer RNAs,tRNAs)。N.tabacum apxA_T2_120719包含109个蛋白质编码基因,39个tRNAs。6个物种基因组序列长度差异不大,LSC/IR和SSC/IR边界基因的位置和类型也非常保守。叶绿体基因组中共有60个简单重复序列(SSRs),在密码子的使用上存在A或T偏好。系统进化树的结果表明,来源于湖北省十堰市丹江口市的N.tabacum 7-CX14与来源于多米尼加的N.tabacum Piloto Cubano聚为一支,表明我国栽培的雪茄烟可能存在同种异名、异名同种的现象。因此,雪茄烟叶绿体基因组的测定将有助于雪茄烟物种的鉴定、DNA条形码的开发,可为将来的育种提供科学参考。
施友志申民翀王剑潘勇杜甫纪桂霞赵泽玉李子玮王琰琰贾志忠袁晓龙吴创
关键词:雪茄叶绿体基因组系统进化关系种质资源
中国水柏枝属叶绿体基因组比较分析及种间亲缘关系的研究
水柏枝属(Myricaria Desv),在我国主要分布在西南部和西北部的高原地区,是我国重要的蒙药和藏药资源,也是一种可用来建立水土保持林的生态保护型植物。由于目前水柏枝属的系统发育研究都集中在形态学水平和基因片段水平...
刘浩冉
关键词:比较基因组学系统发育
芋蝗线粒体全基因组特征及稻蝗亚科线粒体基因组比较分析
2024年
芋蝗(Gesonula punctifrons)是莲藕和芋类等水生蔬菜的一种重要害虫,为探究其线粒体基因组结构及稻蝗亚科(Oxyinae)的线粒体基因组进化特征,本研究利用二代测序技术获取芋蝗线粒体全基因组序列,并对芋蝗和其他已报道的11个稻蝗亚科物种的线粒体基因组基因结构特点及碱基成等进行比较分析。芋蝗线粒体基因组全长为16312 bp,A+T含量76.16%,共包含13个蛋白编码基因(protein-coding genes,PCGs)、22个转运RNA(transfer RNA,tRNAs)基因、2个核糖体RNA(ribosomal RNAs,rRNAs)基因和1个长度为1496 bp的AT富集区(AT-rich region)。稻蝗亚科物种的线粒体基因组长度在15427~16402 bp之间,其全基因组序列均呈现明显的AT偏好性(74.75%~76.16%)。tRNA基因二级结构分析显示,除tRNA^(Ser(AGN))缺少DHU臂而形成简单的环,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。基于13个PCGs,采用贝叶斯法(Bayesian inference method,BI)和最大似然法(maximum likelihood method,ML)重建稻蝗亚科系统发育树,结果显示芋蝗位于稻蝗亚科的最基部。本研究获得了芋蝗线粒体基因组全序列,对稻蝗亚科进行线粒体基因组比较分析,研究结果不仅能够为直翅目(Orthoptera)分子系统学研究提供基础数据,更有助于阐述稻蝗亚科线粒体基因组分化规律。
侯春州孔佳润王泽凯李云清李冉
关键词:线粒体基因组结构特征系统发育分析
大豆DELLA基因家族的泛基因组比较和功能分析被引量:1
2024年
DELLA基因与绿色革命密切相关,在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低,对大豆DELLA基因深入研究,创制耐密植的大豆品种,有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据,通过泛基因组分析鉴定了232个大豆DELLA基因,其中19个基因发生移码突变,不能编码有DELLA蛋白特征的产物.分析结果显示,每个种质资源有8个DELLA基因,分别位于不同的染色体上,GmGAI1s和GmGAI2s编码的蛋白具有典型的DELLA结构域;GmRGL2s和10号染色体上GmRGL1编码的蛋白在DELLA,LExLE和TVHYNP保守序列上与GmGAI1s和GmGAI2s蛋白不一致;而来源于20号染色体的GmRGL1蛋白缺失DELLA结构域.表达模式分析显示,GmGAI1s在植物不同织器官中表达水平较高,可能发挥主要作用;GmGAI2s,GmRGL1 s和GmRGL2s分别在花、果荚、籽粒等的发育过程中优势表达,可能参与了这些织器官的发育调控.此外,对大豆DELLA蛋白进行互作分析,提出DELLA蛋白调控下游基因表达可能的作用机制.这些结果为进一步明确大豆DELLA基因的生物学功能、创制耐密植大豆种质提供参考.
胡明瑜郝培媛白文钦白文钦张继君杜成章
关键词:大豆
角蒿属药用植物叶绿体基因组比较及系统发育分析
2024年
目的研究角蒿属Incarvillea Juss.药用植物叶绿体基因组特征、变异程度及系统发育关系,为角蒿属物种分子鉴定、系统发育及药用植物资源保护等研究提供参考。方法以5种角蒿属药用植物为研究对象,通过高通量测序获取密生波罗花叶绿体基因组,并结合同属4种药用植物的叶绿体基因组序列,利用生物信息学方法比较5种角蒿属药用植物叶绿体基因组之间的结构特征及变异程度,同时以凌霄为外类群分析了角蒿属的系统发育关系。结果5种角蒿属药用植物的叶绿体基因组为典型的四分体结构,均包含一个大单拷贝区、一个小单拷贝区及2个反向重复区。密生波罗花Incarvillea compacta的叶绿体基因组序列长度为150144 bp,GC含量为40%,共注释到基因119个,其中76个蛋白质编码基因、35个转运RNA(transfer RNA,tRNA)基因、8个核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)基因。重复序列分析发现两头毛I.arguta叶绿体基因组重复序列数量最少,且只有两头毛同时含有4种类型的重复序列,其余4种药用植物的重复序列总数及重复类型相同。密生波罗花有44个简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs),且以单核苷酸(A/T)重复为主。叶绿体基因组比较分析发现角蒿属内5种药用植物的叶绿体基因组中非编码区比基因编码区的变异程度大,黄波罗花I.lutea与其他4种药用植物相比,具有较高的序列变异,而两头毛在进化上最为保守,同时发现藏波罗花I.younghusbandii和密生波罗花的序列相似性较高;共线性结果表明,角蒿I.sinensis、密生波罗花及藏波罗花中存在程度不一的基因重排。选择压力分析结果表明在角蒿属5种药用植物中rps2、rps7、psbN蛋白编码基因均受到正选择。系统发育分析结果显示,密生波罗花与藏波罗花亲缘关系最近,与两头毛的亲缘关系最远。结论5种角蒿属植物在叶绿体基因组结构特征方面较为保守,但其变异�
马海霞张亚颖张玉婉益西卓玛梁焯森李欣冉郭云涛封烁
关键词:叶绿体基因组系统发育
紫花苜蓿不育系与保持系线粒体全基因组比较分析被引量:1
2024年
细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS),它可以极大地减少人工去雄所带来的人工成本。本试验以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)不育系MSGN-1A及其保持系MSGN-1B为试验材料,采用二代Illumina Hiseq测序技术结合三代PacBio测序技术,并以三代Naopore测序作为辅助进行gap补平,对2份材料的线粒体基因组测序后进行装,并比较分析不育系和保持系的线粒体基因组结构和基因差异。结果显示紫花苜蓿MSGN-1A和MSGN-1B线粒体基因组大小分别为297940 bp和310534 bp,两份材料均注释到蛋白编码基因31个,tRNA基因分别为18个和17个,均注释到3个rRNA基因。不育系和保持系对比发现存在大量的SNPs和InDels,导致部分蛋白编码基因的编码产物发生变化。预测编码开放阅读框(Open reading frame,ORFs)分别为67个和71个,预测到不育系特有的ORFs为20个,其中8个含有跨膜结构域。最终筛选出atp8,nad4,rps3,ccmFn四个蛋白编码基因和orf145a,orf135b两个ORFs,可能与紫花苜蓿细胞质雄性不育有关。
贾雪蔡回彩于澜李沛徐博
关键词:紫花苜蓿细胞质雄性不育线粒体基因组差异基因
棉花CMS-D2和CMS-D8不育系线粒体全基因组比较分析
2024年
【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)的不育系线粒体基因组之间的序列结构差异,为筛选鉴定不育相关基因奠定基础。【方法】根据D2A和D8A这2个不育系的线粒体基因组测序装结果,使用Synteny and Rearrangement Identifier(Sy RI)软件鉴定结构变异,用Plotsr可视化分析包含共线性及非共线性区域的重变异位点。以D8A线粒体基因组注释结果为参考,用D2A线粒体基因组注释的开放阅读框(open reading frame,ORF)编码的氨基酸序列进行tblastn比对,筛选出D2A线粒体基因组中特有的ORF,并进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)验证、相对表达量分析和生物信息学分析。【结果】D2A和D8A这2个不育系线粒体基因组之间存在2个部分重叠且相邻的倒易位区域。在D2A中发现17个特异的ORF,PCR验证了D2A中存在的6个特异ORF(orf114e、orf121b-1、orf121b-2、orf138b-2、orf186a-2和orf317a-2)。3~4 mm花蕾中orf121b-1和orf121b-2的相对表达量较高。orf114e、orf186a-2和orf317a-2具有典型的跨膜结构域和嵌合基因结构,符合不育基因的部分特征。【结论】D2A和D8A线粒体基因组间存在2个相邻的倒易位区域。D2A中存在6个特异的ORF,其中orf114e、orf186a-2和orf317a-2可能与棉花CMS-D2孢子体败育有关。
葛李爽冯娟娟张梦郭立平戚廷香张学贤李永旗唐会妮乔秀琴邢朝柱吴建勇
关键词:细胞质雄性不育线粒体基因组开放阅读框
西藏沙棘和肋果沙棘叶绿体基因组比较分析及系统发育研究
2024年
沙棘属(Hippophae)植物具有丰富的经济价值和生态价值,但对于沙棘属植物的分类和系统发育研究还存在不足和争论。本研究基于西藏沙棘(Hippophae tibetana)和肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)的叶绿体基因组进行分析和研究,以探究沙棘属植物在系统发育和分类上的关系。装后得到的西藏沙棘和肋果沙棘的叶绿体基因组大小分别为155810 bp和156316 bp,二者(G+C)含量相差仅0.02%;经注释后得到的西藏沙棘叶绿体基因组含有131个基因,肋果沙棘叶绿体基因组含有132个基因;二者分别含有246个和247个简单重复序列,41个和36个长重复序列。在对沙棘属叶绿体基因组进行分析后得出6个高可变区,可用于系统发育分析以及分子标记的开发。由系统发育结果可知,西藏沙棘单独为一支,肋果沙棘则与蒙古沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.monglica)等沙棘属亚种聚为一支。本研究可为沙棘属植物的分类和系统发育研究奠定基础。
李昕娟刘丽娥李鸿燕李嘉欣周武
关键词:西藏沙棘叶绿体基因组系统发育分析
鸡骨柴及香薷属药用植物叶绿体基因组比较
2024年
[目的]全面解析鸡骨柴(Elsholtzia fruticosa)的叶绿体全基因组序列与结构特征,探讨香薷属药用植物叶绿体基因组的整体特征与变异模式,比较序列的种间变异情况,筛选种间高变异序列,为香薷属药用植物叶绿体基因组的深入研究和应用奠定基础。[方法]以传统民族药用植物鸡骨柴为试验材料,采用高通量测序技术对鸡骨柴进行叶绿体基因组测序、装和注释,同时利用生物信息学手段对4种香薷属药用植物(鸡骨柴、海州香薷、密花香薷、边山香薷)叶绿体基因组的反向重复区边界、结构同源性、基因密码子使用偏性参数、核苷酸成及进化关系进行分析。[结果](1)鸡骨柴叶绿体基因组全长151550 bp,为典型四分体结构,共检测出49个简单重复序列(SSRs)。(2)4种香薷属药用植物叶绿体基因组边界扩张收缩较为稳定相似,只在个别种(密花香薷、边山香薷)中发生了较小变异。(3)4种香薷属药用植物的非编码区变异大于编码区,同时大单拷贝区的变异程度最高,反向重复区a的变异程度最低。(4)相对于其它3个物种,鸡骨柴叶绿体基因组变异程度最低,psbA、petA、psbF、ycf1、petG和psbL等基因编码区存在显著差异,同时trnQ-UUG、trnS-GCT、trnM-GTT、trnS-GGA、trnL-CAA等基因间隔区也存在不同程度的变异。(5)4种香薷属药用植物叶绿体基因组密码子偏好性主要受碱基突变和选择压力的影响,最优密码子大多以A或T(U)作为第3位碱基。(6)系统发育树表明鸡骨柴与野拔子亲缘关系最近。[结论]本研究为香薷属药用植物的系统发育研究和分子标记开发等工作提供了参考依据。
余潇余潇赵振宁
关键词:密码子偏好性系统发育分析
造瘿瘿蜂2新种与客居瘿蜂2新种线粒体基因组比较分析
瘿蜂是一类在寄主植物上形成类似球状虫瘿织的林业害虫。由于瘿蜂个体小,种间形态差异不易区分,需依靠线粒体基因组数据辅助鉴定。瘿蜂已知种类约1400余种,主要分布在欧洲和北美地区。我国瘿蜂研究起步较晚,基础较为薄弱,对瘿蜂...
段钰博
关键词:瘿蜂科线粒体基因组控制区系统发育

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贾户亮
作品数:40被引量:141H指数:6
供职机构:复旦大学附属华山医院
研究主题:肝癌 肝细胞癌 基因 肝细胞 预后
汤钊猷
作品数:817被引量:5,413H指数:36
供职机构:中国工程院
研究主题:肝癌 肝肿瘤 肝细胞癌 肝细胞 肿瘤转移
钦伦秀
作品数:235被引量:1,448H指数:18
供职机构:复旦大学附属华山医院
研究主题:肝癌 肝细胞癌 肿瘤转移 肝细胞 肝肿瘤
董景芳
作品数:48被引量:32H指数:4
供职机构:广东省农业科学院
研究主题:水稻 基因 转化水稻 分子标记 水稻种质资源
叶青海
作品数:108被引量:601H指数:14
供职机构:复旦大学附属中山医院
研究主题:肝细胞癌 肝癌 肝细胞 肝肿瘤 肝癌转移