松属单维管束亚属植物rDNA的染色体定位研究

松属植物的基因组十分庞大（大于20000Mbp），其中约90%是由重复序列组成的，我们对其结构和组成仍知之甚少。松属在系统分类上分为两个亚属:单维管束亚属和双维管束亚属。基因组大小研究发现单维管束亚属植物的基因组更大。rDNA作为一类有功能的多基因家族重复序列，其自身特性决定了它在基因组研究中的重要性。FISH技术为rDNA在染色体上物理定位提供了有力的工具。尽管现在对松属rDNA FISH已有不少报道，但主要集中在双维管束亚属，对单维管束亚属的研究几乎是空白。本研究选择5个单维管束亚属松属植物P. bungeana, P. koraiensis, P. armandii, P. wallichiana, P. strobus，进行rDNA FISH研究。旨在弄清18S-25S rDNA和5S rDNA在单维管束亚属植物染色体上的位点数目和分布模式。结合前人对松属双维管束亚属植物的工作，对单、双维管束亚属植物之间rDNA FISH结果进行比较，从而可以从整体上认识松属植物的18S-25S rDNA和5S rDNA在染色体上的分布式样。在此基础上进一步探讨18S-25S rDNA和5S rDNA这些重复序列在松属植物基因组结构和组成中的地位和作用。本研究主要结果如下： 1.rDNA FISH在松属染色体核型分析中的作用 本研究中5种松属单维管束亚属植物染色体数目均为2n=24，除最短一条染色体为亚中部着丝粒染色体外，其余11条均为中部着丝粒染色体，长度和臂比也十分接近，同源染色体的不容易鉴定，很难排出精确的核型。在我们的研究结果中，5个松属植物中，除了白皮松外，18S-25S rDNA和5S rDNA分布在12对染色体中的10对染色体上，这些位点可作为染色体标记，大大提高了同源染色体鉴定的准确度，但是染色体之间排序问题依然没有很好地解决。核型比较认为种间是否存在部分同源染色体关系也不是十分明确，仅Ⅺ号和Ⅻ号染色体有这种关系，这主要由于Ⅺ号和Ⅻ号染色体容易准确地鉴别出来。核型分析的精确仍有待增加标记来提高。 2．rDNA位点数目在松属两个亚属间的比较及其与基因组大小的关系 松属植物18S-25S rDNA位点通常为5-10个，5S rDNA位点为1-4个。其中单维管束亚属18S-25S rDNA位点通常为9-10个（除白皮松为4个外），5S rDNA位点为2- 4个;双维管束亚属为18S-25S rDNA位点通常为5-10个，5S rDNA位点通常为1-2个。而二倍体被子植物18S-25S rDNA位点通常为1-5个5S rDNA位点为1-3个。暗示18S-25S rDNA和5S rDNA位点数目多少和基因组大小还是有一定的相关性。因为松属植物的基因组比典型的二倍体被子植物大得多，单维管束亚属植物的的C-值又普遍比双维管束亚属植物的高。白皮松虽有些例外，18S-25S rDNA位点数目少，但信号强度大得多，代表拷贝数高，因此其基因组大小可以从rDNA拷贝数上得到解释。 3．18S-25S rDNA和5S rDNA位点在松属两个亚属之间的分布模式比较 18S-25S rDNA和5S rDNA位点在松属两个亚属染色体上的分布方式有明显不同，每个亚属均有两种分布形式，并形成各自稳定的分布模式。在单维管束植物中，18S-25S rDNA和5S rDNA位点或相邻分布于同一染色体同一臂上，5S rDNA位于臂的远端;或两位点分布于不同的染色体。而在双维管束植物中18S-25S rDNA和5S rDNA或相邻分布于同一染色体同一臂上，18S-25S rDNA在臂的远端;或两位点分布于同一染色体两条臂上。在两个亚属中，当18S-25S rDNA和5S rDNA位点位于同一条染色体臂上时，相对位置正好相反。这完全不同的rDNA分布模式的形成，可能与松属这两个亚属植物的物种形成和分化过程中染色体发生倒位或易位有关，暗示这两个亚属的基因组结构存在分化。但这各自的分布模式是否可以作为判断亚属的特征依据仍有待加大样本量证实。 4．rDNA 位点分布及变异具有系统学意义 rDNA FISH 结果符合分类中亲缘关系越近，分布模式越相似的原则，因而认为rDNA 位点在染色体上的分布模式，具有系统学意义。基于已知的松属植物rDNA FISH结果构建的系统关系，符合传统分类系统中对亚组划分。rDNA FISH结果与分子系统学的研究结果相比较认为，松属单维管亚属5种松中，以乔松和北美乔松关系最近，与同一个亚组的华山松稍远，与另一个亚组的红松更远。而白皮松作为一个特有的孑遗类群，系统位置比较特殊，分子系统学研究认为其处于基部的位置，本研究表明其rDNA位点有明显的特点：位点数目少，但信号强，反映了拷贝数多。那是否它就代表了祖先类群的位点分布模式，需要更多的基部类群的rDNA FISH结果支持。

Phylogenetic relationships among two species of golden monkey and three species of leaf monkey inferred from rDNA variation

Restriction maps of rDNA repeats of five species of Colobinae and three outgroup taxa, Hylobates leucogenys, Macaca mulatta, and Macaca irus, were constructed using 15 restriction endonucleases and cloned 18S and 28S rRNA gene probes. The site variation between Rhinopithecus roxellana and Rhinopithecus bieti is comparable to that between Presbytis francoisi and Presbytis phayrei, implying that R. bieti is a valid species rather than a subspecies of R. roxellana. Phylogenetic analysis on the 47 informative sites supports the case for Rhinopithecus being an independent genus and closely related to Presbytis. Furthermore, branch lengths of the tree seem to support the hypothesis that the leaf monkeys share some ancestral traits as well as some automorphic characters.

猕猴属6个种的rDNA变异及其系统进化关系

以人28S,18S DNA为探针,用15种限制性内切酶构建了猕猴属6个种(M.mulatta、M.facsicularis、M.arctoides、M.assamensis、M.thibetana、M.nemestrina)和滇金丝猴(Rhinopithecus bieti),白颊长臂猿(Hylobates leucogenys)核糖体DNA重复单位的限制性内切酶图谱。红面猴(M.arctoides)与熊猴(M.assamensis)拥有完全相同的限制性内切酶图谱。基于内切酶图谱得到了68个信息位点并计算了各种rDNA重复型间的遗传距离。用PHYLIP version 3.5c软件包中的NEIGHBOR和RESTML程序,以滇金丝猴和白颊长臂猿为外群,构建了NJ树和最大似然树。两棵树的拓扑结构不完全一致,但恒河猴( (M.mulatta)和食蟹猴(M.facsicularis)总是位于树的基部。熊猴-红面猴(M.assamensis-M.arctoides)虽然与藏猴(M.thibetana)共享的限制性位点数更多,在NJ树上两类动物也最为接近,但在最大似然树中熊猴-红面猴却与平顶猴(M.nemestrina)聚在一起。因此,rDNA变异的数据尚不能对猕猴类动物进行有效的分组。

Distribution of rDNA in the nucleus of Giardia lamblia - Detection by Ag-I silver stain

OBJECTIVE: To determine whether rDNA of Giardia lamblia forms a nucleolus organizer region (NOR)-like structure and is in a very primitive state. STUDY DESIGN: G lamblia was used as the experimental animal, with Euglena gracilis as the control. The distribution was demonstrated indirectly by the modified Ag-I silver technique, which can specifically indicate the NOR under both light and electron microscopes. RESULTS: In the ultrathin sections of silver-stained Euglena cells, all the silver grains were concentrated in the fibrosa of the nucleolus, while no grains found in the cytoplasm, nucleoplasm, condensed chromosomes or pars granulosa of the nucleus. In the silver-stained Giardia cells, no nucleolus was found; a few silver grains were scattered in the nucleus but were not concentrated in any specific region. CONCLUSION: The distribution of silver grains in G lamblia showed that the transcription of rDNA occurs inside the nucleus, though no nucleolus is present. It is possible that chromosomes are in a very primitive state in diplomonad cells; as each chromosome has few prRNA genes, the transcription is independent of a nucleolus. These results imply that the rDNA of Giardia does not form a NOR-like structure and seems to represent a very primitive state in the evolution of the nucleolus.

大银鱼和小齿日本银鱼线粒体细胞色素b 和16S rRNA基因部分序列分析

　对大银鱼和小齿日本银鱼的线粒体细胞色素b 和16S rRNA 基因片段进行了扩增和序列测定,分析比较了2 种 间的序列差异。大银鱼2 个个体间细胞色素b 基因序列无差异,小齿日本银鱼3 个个体的序列出现了2 种单倍型;大银鱼 同小齿日本银鱼细胞色素b 序列(单倍型SB21) 之间存在86 个碱基差异(差异率21 %) ,变异较大。大银鱼、小齿日本银鱼 的16S rRNA 基因片段种内个体间无序列差异,两种间存在21 个碱基的差异(差异率5 %) ,有1 个碱基的插入/ 缺失。由 此可见,2 种银鱼间线粒体细胞色素b 基因的进化速率较快,约为16S rRNA 基因片段的4 倍。根据细胞色素b 序列数据, 推算出2 种银鱼大概在中新世晚期发生分化。

探讨rDNA ITS区作为果蝇Drosophila nasuta分子系统发育研究的价值

国家自然科学基金;中国科学院基金

Phylogenetic relationships of the Chinese brown frogs (Genus rana) inferred from partial mitochondrial 12S and 16S rRNA gene sequences

Based on partial sequences of the 12S and 16S ribosomal RNA genes, we estimated phylogenetic relationships among brown frogs of the Rana temporaria group from China. From the phylogenetic trees obtained, we propose to include Rana zhengi in the brown frog

Molecular dynamics simulation on the complex of the tobramycin and 16S rRNA a site

A 3. 6 ns molecular dynamics simulation was carried out on the complex system of tobramycin and 16S rRNA in order to understand the speciality recognition mechanism between tobramycin and 16S rRNA at the molecular level. The results demonstrate that two l

大熊猫及其近缘种rDNA序列变异和系统进化关系

应用rDNA间隔区Southern转移技术研究大熊猫及其近缘种的分子系统关系。通过比较大熊猫、小熊猫、黑熊、马来熊、浣熊和猞猁的rDNA间隔区限制性内切酶图谱,用最大似然法和简约法构建它们的分子系统树。结果表明大熊猫与熊具有较近的亲缘关系,与小熊猫和浣熊的亲缘关系较远。

Non-monophyly of Rhacophorus rhodopus,Theloderma and Philautus albopunctatus Inferred from Mitochondrial 16S rRNA Gene Sequences

测定了4个种(红蹼树蛙、黑蹼树蛙、白斑小树蛙和红吸盘小树蛙)共11个种群的16S rRNA基因片段.双斑树蛙、马来棱皮树蛙、越南棱皮树蛙以及日本溪树蛙的同源序列通过GenBank检索获得.去除所有插入、缺失及模糊位点后,比对序列长度为500 bp,其中变异位点115个,简约信息位点92个.以日本溪树蛙为外群,运用Bayesian法、MP法和ML法构建了系统发育树.结果表明红蹼树蛙和白斑小树蛙在种级水平上均不是单系.红蹼树蛙海南种群与双斑树蛙亲缘关系更近,并且来自云南不同地理种群的红蹼树蛙可以分为两大支系;越南棱皮树蛙与红吸盘小树蛙聚为一支,马来棱皮树蛙嵌套在白斑小树蛙不同地理种群中.进而认为白斑小树蛙是马来棱皮树蛙的同物异名,建议将红吸盘小树蛙并入棱皮树蛙属.

Generic allocation of Indian and Sri Lankan Philautus (Anura: Rhacophoridae) inferred from 12S and 16S rRNA genes

The generic allocation of Indian and Sri Lankan Philautus needs further examination. In this study, a comprehensive understanding of the phylogeny of Indian and Sri Lankan Philautus is obtained based on 125 and 16S rRNA genes. All phylogenetic analyses indicate that Indian-Sri Lankan Philautus, Philautus menglaensis, Philautus longchuanensis, and Philautus gryllus form a well supported clade, separate from Philautus of Sunda Islands that form another well supported clade representing true Philautus. This result supports the designation of the genus Pseudophilautus to accommodate the Indian and Sri Lankan species. Pseudophilautus consists of two major lineages, one comprises the majority of Indian species, Chinese species, and Southeast Asian species, and one comprises all Sri Lankan species and a few Indian species. Pseudophilautus may have originated in South Asia and dispersed into Southeast Asia and China. Based on the results, we further suggest that Philautus cf. gryllus (MNHN1997.5460) belongs to the genus Kurixalus. (C) 2010 Published by Elsevier Ltd.

Tobramycin与16S rRNA A位点复合物的分子动力学模拟

采用分子动力学方法(Molecular dynamics,MD)对托普霉素(Tobramycin)与16S rRNA的A位点复合物的特异性识别机制进行了理论模拟研究,模拟时间为3.6 ns. 结果表明,A位点中波动最大的部位是两个环外碱基A1492和A1493;tobramycin的环Ⅰ和环Ⅱ是其最保守的结构单元,可能参与了Tobramycin与16S rRNA的A位点之间的特异性识别. 另外,发现一个残存时间为3.6 ns的"结构化"水分子,它桥接了Tobramycin环Ⅱ的N3与环Ⅰ的N6′之间的氢键,稳定了Tobramycin的结构;Tobramycin周围水合密度较高的位点出现在环Ⅰ和环Ⅱ附近,这也正是晶体结构中形成较多水媒介氢键及动力学模拟中结构化水分子出现的位置. 动力学模拟证实Tobramycin与16S rRNA间的结合是大量氢键及水分子相互作用的结果,这有助于设计和开发以Tobramycin为基础,具有高亲和力及特异性的16S rRNA抑制剂.

麂属rDNA限制性位点多态性及其系统进化

利用三种不同的探针和12种限制性内切酶, 构建了麂属动物及其近缘种(用作外群比较)、DNA重复单位的限制性内切酶图谱。通过对各物种的限制酶谱的比较, 建立并讨论它们之间系 统进化关系。图2表2参7(梁嘉)

无核仁原生动物蓝氏贾第虫rDNA的分布

过去的工作已表明,源真核生物(Archezoa)中的双滴虫类极其原始,核中尚无核仁发生,以蓝氏贾第虫(Giardia lamblia)作为双滴虫类的代表,用高度特异的核仁组织区银染法(改良的Ag-Ⅰ法,李靖炎,1985)在电镜下检视其rDNA在核中的分布。结果发现,代表rDNA之所在的银粒并不集中形成任何类似核仁组织区或核仁纤维区的结构;在作为对照的小眼虫(Euglena gracilis)体内,银粒则完全集中在核仁纤维区中,因此,作者以为贾第虫rDNA的这种分布代表着核仁组织区进化形成以前的一种原始状态。