应用PCR-DGGE技术分析长江口低氧区和黄海冷水团的细菌群落组成

利用PCR-DGGE技术对长江口外低氧区海域和黄海冷水团海域的细菌群落组成进行了分析。 长江口外低氧区海域的细菌群落组成分析结果为：对获得的25条DGGE条带进行了克隆、测序，所得到的序列进行了系统进化分析（细菌16S rRNA基因V3区序列），分别归属于4个细菌类群：变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroides)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。其中有16条分别与变形细菌亚群的γ和δ-Proteobacteria相似。通过时空分析发现，低氧水体的细菌群落组成与非低氧水体的组成是不同的。低氧水体的优势菌群是拟杆菌门(Bacteroides)中的Flavobacteria。 黄海冷水团海域的细菌群落组成和优势菌群分析结果为：细菌16S rDNA V3区特征片段经DGGE分离、条带切割，共得到24条DGGE条带，克隆、测序后，将所得序列进行系统进化分析，分别归属于2个细菌类群：变形细菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroides)。在24条序列中有16条分别与变形细菌亚群的γ和δ-Proteobacteria相似，有5条与拟杆菌门相似。通过时空分析发现，10月份（冷水团存在期），冷水团内部水体的细菌群落组成包括γ-Proteobacteria、δ-Proteobacteria和Bacteroides，而冷水团外部的水体的细菌群落组成包括γ-Proteobacteria和Bacteroides。冷水团内部水层的优势菌群为γ-Proteobacteria。4月份虽然冷水团没有形成，但是所调查的海域海水温度都不高，在7℃－12℃范围内，所以4月份所有站位，不管是底层的还是总的的细菌群落组成都与10月份冷水团内部（海水温度低于10℃）水体的相同，与10月份冷水团外部（海水温度大于19℃）的不同。

栉孔扇贝大规模死亡病原学研究

用平板画线法从患病栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内分离到了一种原核生物（简称QDP）。QDP可以在改进的液体培养基MEM（含2.2%NaCl，5%小牛血清）和脑心浸液（含2.2% NaCl）中生长；菌落在显微镜下（150×）为无色、透明的小点状；革兰氏染色阴性；菌体为圆形或近似圆形。QDP在发育过程中有两种状态，一种为未成熟阶段，直径小于100nm；另一种为成熟阶段，直径变化很大，最小约60nm，最大可达4µm以上。较小的个体有拟核、核糖体和新月状的空泡，未见细胞壁；较大的个体有细胞壁，胞内大部分被空泡充满，未见拟核和核糖体。栉孔扇贝组织超簿切片电镜观查证实QDP的存在。QDP的密度随着生长发育时间的不同而有所变化，繁殖高峰期密度较大。 建立了密度梯度离心结合滤膜过滤分离技术，优化人工培养条件。最适生长温度为23℃，最适生长pH值为7.4，最适生长盐度相当于细胞培养液所需的盐浓度（0.85%NaCl）。 提取的QDP核酸能被RNase A 降解，且没有检测到DNA。以PCR、RT-PCR扩增其16SrRNA基因序列片段，PCR反应没有扩增出扩增子，而RT-PCR则扩增出了16S rRNA基因序列片段，经测定其序列全长度为1430bp，经与GENEBANK中的16S rRNA片段比较分析，与6种不同科的微生物的同源率最高的为95%-95.47%。 采用温度梯度和病原浓度梯度回归感染实验方法，较为系统地研究了QDP的致病性。研究结果表明：QDP对栉孔扇贝有强烈的致病作用，高温（23℃以上）是其致病的必要条件，证实DQP是栉孔扇贝大规模死亡的病原体之一。

青蟹属的系统进化和中国沿海拟穴青蟹的群体遗传结构研究

为了进一步研究青蟹属系统进化的科学问题，并揭示我国东南沿海青蟹群体遗传结构和群体进化细节信息，本论文主要开展了以下两个方面的研究：（1）基于线粒体12S rRNA、16S rRNA和COI三种基因序列探讨中国东南沿海青蟹的种类归属与青蟹属的系统进化；（2）利用线粒体COI基因标记分析中国东南沿海拟穴青蟹的群体遗传结构。序列特征、遗传距离和系统进化分析结果都表明本文研究的青蟹均为S. paramamosain。NJ、BAYES和ML系统进化树显示S. paramamosain与S. tranquebarica互为姐妹种，S. olivecea应该是4种青蟹中最早分化出来的种类。10个地理群体130只拟穴青蟹的线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）细胞色素氧化酶亚基I（COI）基因序列Mantel检验结果显示群体间的遗传分化程度与地理距离没有显著的相关性。分子进化中性检验结果表明自然选择在分子进化过程中起了重要作用，并暗示该物种在最近经历了一个快速的群体爆发及扩张事件。

鄂霍次克海天然气水合物区柱状沉积物LV39-18H微生物多样性研究

冷泉是指温度接近于海水，而以高于周围水环境浓度的烃类化合物（主要为甲烷）、硫化物或二氧化碳为主要成分，受地质构造或压力梯度作用渗出沉积物表层的流体。对冷泉沉积物中微生物群落的调查，有助于认识该极端环境中某些生理未知微生物类群的功能并理解微生物活动对整个系统的影响。 本文对从鄂霍次克海冷泉区采集获得的沉积物样品按深度划分得到的11个断层中的6个断层进行了总基因组的提取，利用16S rDNA作为分子标记，构建克隆文库并结合总有机碳、总氮、硫等环境因子对该样品中的细菌和古菌群落结构沿沉积物断层的分布情况进行研究，结果显示该沉积物中的细菌和古菌均具有高度多样性且显示出明显的成层分布： 1.细菌群落主要来自10个细菌门，优势门类为绿弯菌、未定门JS1、γ-、δ-变形菌，同时还发现浮霉菌、未定门OP8、放线菌、酸杆菌、拟杆菌、疣微菌的存在。我们还在分布于表层沉积物δ-变形菌类群中发现了占该层群落15%以上的SRB（硫酸盐还原菌）类群，这强烈提示着该沉积物环境中存在着AOM（甲烷厌氧氧化）过程。 2.古菌类群主要划分为DSAG、MBG-D、MCG、MGI、MBG-A和MHVG等类群。其中MBG-D类群沿断层的垂直分布与沉积物中硫含量表现出相似的变化趋势，这提示MBG-D类群可能参与该环境中硫相关的地质化学过程。

东、西太平洋深海沉积物细菌多样性研究

深海生物圈有着不同于陆地和浅海的典型特点，例如高压、低温、永久黑暗及寡营养，并且深海微生物具有特殊的代谢途径及庞大的生物量，这使得深海成为一个巨大的有待开发利用的生物资源宝库。 本文研究的样品分别取自东太平洋E272站位(12°36’39"N, 104°19’28"W)和西太平洋Ph05-5站位(16°04’93"N, 124º34’48"E)。E272站位距离东太平洋13°N海隆45km，水深3 191m；而Ph05-5站位地处西菲律宾海盆，在黑潮源区附近，位于西太平洋暖池区边缘，水深3 382m，并且Ph05-5岩芯一共包含了五个明显的火山灰层。 本文采用了末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和16S rRNA 基因文库分析的方法在小尺度上对东太平洋E272站位的沉积物样品进行细菌群落结构的研究。研究结果表明沉积物细菌群落结构在小尺度上存在明显的垂直变化。系统进化分析表明，该沉积物样品的细菌多样性较高，共包含9个主要的门类，包括变形菌门、绿弯菌门（绿色非硫细菌）、浮霉菌门、酸杆菌门、放线菌门（高G+C革兰氏阳性菌）、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、以及两个待定的门类OP8和TM6。其中变形菌门细菌是一类在海洋中非常常见的细菌，广泛分布于各个海洋环境，在我们的文库当中发现了变形菌门的三个纲，包括α-、-、-变形菌纲。本项研究充分表明该沉积物环境中具有较高的细菌多样性，在小尺度上细菌群落垂直分布明显，其结果也可从侧面反映深海沉积物近表层处的环境条件在小尺度上的垂直变化显著。 对西太平洋暖池区沉积物样品的细菌群落的研究也采用16S rRNA 基因文库分析的方法。系统进化分析表明该沉积物样品细菌的多样性相对较低，一共包含了六个不同的门类，包括变形菌门、浮霉菌门、放线菌门、厚壁菌门（低G+C革兰氏阳性菌）、绿弯菌门、酸杆菌门。在这个沉积物样品中也发现了变形菌门的三个纲包括α-、-和-变形菌纲。聚类分析和系统进化分析都表明表层的细菌群落同其它8层的细菌群落存在明显的差异，并且其它8层包括5个火山灰层和3个远洋粘土层的细菌群落结构差异不大，推测火山灰成分不仅对火山灰层的细菌群落产生影响，而且可能通过扩散对整个沉积物的微生物群落结构都产生影响。表层可能由于沉积时间较晚所以受影响相对较小或表层本身不同于较深层次的理化条件而使表层群落存在较大差异。 对东、西太平洋不同环境下的两个深海沉积物样品的细菌多样性进行比较，结合其它研究发现变形菌门细菌在不同深海环境中都普遍存在，是深海不同环境的广适类群。另外，两个环境中的细菌多样性存在很大差异，东太平洋沉积环境中的细菌多样性要远高于西太平洋沉积环境中的细菌多样性，推测其最可能的原因是西太平洋沉积物火山灰成分对细菌群落的影响，致使其细菌群落与东太平洋远洋粘土沉积物细菌群落产生很大差异；另外，不同洋区的环境差异也应该是造成细菌群落差异的一个重要方面。

A bioaugmentation failure caused by phage infection and weak biofilm formation ability

Two biological aerated filters (BAF) were setup for ammonia removal treatment of the circulation water in a marine aquaculture. One of the BAFs was bioaugmented with a heterotrophic nitrifying bacterium, Lutimonas sp. H10, where the ammonia removal was not improved and the massive inoculation was even followed by a nitrification breakdown from day 9 to 18. The nitrification was remained stable in control BAF operated under the same conditions. Fluorescent in situ hybridization (FISH) with rRNA-targeted probes and cultivable method revealed that Lutimonas sp. H10 almost disappeared from the bioaugomented BAF within 3 d, and this was mainly due to the infection of a specific phage as revealed by flask experiment, plaque assay and transmission electron observation. Analyses of 16S rRNA gene libraries showed that bacterial groups from two reactors evolved differently and an overgrowth of protozoa was observed in the bioaugmented BAR Therefore, phage infection and poor biofilm forming ability of the inoculated strain are the main reasons for bioaugmentation failure. In addition, gazing by protozoa of the bacteria might be the reason for the nitrification breakdown in bioaugmented BAF during day 9-18.

Isolation and identification of bacteria associated with the surfaces of several algal species

We conducted this study to assess the diversity of bacteria associated with the surfaces of algae based on 16S rDNA sequence analyses. Twelve strains of bacteria were obtained from the surfaces of the following four species of algae: Gracilaria textorii, Ulva pertusa, Laminaria japonica, and Polysiphonia urceolata. The isolated strains of bacteria can be divided into two groups: Halomonas and Vibrio, in physiology, biochemical characteristics and 16S rDNA sequence analyses. The phylogenetic tree constructed based on 16S rDNA sequences of the isolates shows four obvious clusters, Halomonas venusta, Vibrio tasmaniensis, Vibrio lentus, and Vibrio splendidus. Isolates from the surface of P. urceolata are more abundant and diverse, of which strains P9 and P28 have a 16S rDNA sequence very similar (97.5%-99.8%) to that of V. splendidus. On the contrary, the isolates from the surfaces of G textorii, U. pertusa and L. japonica are quite simple and distribute on different branches of the phylogenetic tree. In overall, the results of this study indicate that the genetic relationships among the isolates are quite close and display a certain level of host species specificity, and alga-associated bacteria species are algal species specific.

Antimicrobial screening and active compound isolation from marine bacterium NJ6-3-1 associated with the sponge Hymeniacidon perleve

Twenty-nine marine bacterial strains were isolated from the sponge Hymeniacidon perleve at Nanji island, and antimicrobial screening showed that eight strains inhibited the growth of terrestrial microorganisms. The strain NJ6-3-1 with wide antimicrobial spectrum was identified as Pseudoalteromonas piscicida based on its 16S rRNA sequence analysis. The major antimicrobial metabolite, isolated through bioassay-guide fractionation of TLC bioautography overlay assay, was identified as norharman (a beta-carboline alkaloid) by EI-MS and NMR.

Isolation and characterization of novel marine Roseobacter clade members producing unique intracellular chromium-rich aggregates

The marine Roseobacter clade comprises one of the largest fractions of heterotrophic marine bacteria and accounts for about 16% of 16S rRNA gene clones retrieved from marine bacterioplankton. Their global distribution seems to be related to oceanic water masses and their environmental and biogeochemical properties. In this study, we report isolation and characterization of novel Roseobacter clade members from the Yellow Sea, China. Phylogenetic analysis of 16S rRNA gene sequences reveals that the new isolates (YSCB1, YSCB2, YSCB3 and YSCB4) are closely related to uncultured Arctic seawater bacterium R7967 (99.57-100% sequence identity) and to the cultured Roseobacter sp. DSS-1 (99.27-99.76% sequence identity) isolated from the southeastern coastal water of the USA. Interestingly, YSCB strains possess unique intracellular chromium-containing aggregates. Therefore, these novel Roseobacter clade members exhibit a peculiar property in mineral biogeneration. (c) 2006 Elsevier SAS. All rights reserved.

Isolation and characterization of a marine magnetotactic spirillum axenic culture QH-2 from an intertidal zone of the China Sea

Magnetotactic bacteria (MTB) are ubiquitous in aquatic habitats. Because of their fastidious requirements for growth conditions, only very few axenic MTB cultures have been obtained worldwide. In this study, we report a novel marine magnetotactic spirillum axenic culture, designated as QH-2, isolated from the China Sea. It was able to grow in semi-solid or liquid chemically defined medium. The cells were amphitrichously flagellated and contained one single magnetosome chain with an average number of 16 magnetosomes per cell. Phosphate and lipid granules were also observed in the cells. Both rock magnetism and energy-dispersive X-ray spectroscopy characterizations indicated that the magnetosomes in QH-2 were single-domain magnetites (Fe3O4). QH-2 cells swam mostly in a straight line at a velocity of 20-50 mu m/s and occasionally changed to a helical motion. Unlike other magnetotactic spirilla. QH-2 cells responded to light illumination. As a consequence of illumination, the cells changed the direction in which they swam from parallel to the magnetic field to antiparallel. This response appears to be similar to the effect of an increase in [O-2]. Analysis of the QH-2 16S rRNA sequence showed that it had greater than 11% sequence divergence from freshwater magnetotactic spirilla. Thus, the marine QH-2 strain seems to be both phylogenetically and magnetotactically distinct from the freshwater Magnetospirillum spp. studied previously. (C) 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Jiangella gansuensis gen. nov., sp nov., a novel actinomycete from a desert soil in north-west China

A novel actinomycete strain, designated YIM 002(T), was isolated from a desert soil sample in Gansu Province, north-west China. This actinomycete isolate formed well-differentiated aerial and substrate mycelia. In the early stages of growth, the substrate mycelia fragmented into short or elongated rods. Chemotaxonomically, it contained LL-2,6-diaminopimelic acid in the cell wall. The cell-wall sugars contained ribose and glucose. Phospholipids present were phosphatidylinositol mannosides, phosphatidylinositol and diphosphatidylglycerol. MK-9(H-4) was the predominant menaquinone. The major fatty acids were anteiso C-15:0 (35.92%), anteiso C-17:0 (15.84%), iso C-15:0 (10.40%), iso C-16:0 (7.07%) and C(17:10)w8c (9.37%). The G+C content of the DNA was 70 mol%. Phylogenetic analysis and signature nucleotide data based on 16S rRNA gene sequences showed that strain YIM 002(T) is distinct from all recognized genera of the family Nocardioidaceae in the suborder Propionibacterineae. On the basis of the phenotypic and genotypic characteristics, it is proposed that isolate YIM 002(T) be classified as a novel species in a new genus, Jiangella gansuensis gen. nov., sp. nov. The type strain is YIM 002(T) (= DSM 44835(T) = CCTCC AA 204001(T) = KCTC 19044(T)).

淡水湖泊中类蛭弧菌的分离鉴定与多样性分析

类蛭弧菌(BALOs)是一种微小的，能够高速运动的革兰氏阴性捕食细菌。它通过裂解宿主细胞来获得自己生长发育所需的物质、能量。类蛭弧菌分布范围广泛，土壤、海洋、湖泊、河流、下水道的污水、水管和水池之中都有它的存在。目前将与蛭弧菌具有相似生活特性的一类细菌称为 “类蛭弧菌”。 该研究从阿哈湖、百花湖和滇池三个内陆淡水湖泊中分离鉴定了宿主菌。利用分离得出的两株宿主菌分离培养类蛭弧菌。进行了16S rRNA基因序列分析。对不同富营养化的高原湖泊中类蛭弧菌的多样性进行比较。在以下几个方面取得了一些进展： 1. 改进了对类蛭弧菌的分离培养方法。我们直接从类蛭弧菌生活的环境中去寻找并提取宿主细菌。这样可以最大程度的保证实验室条件下类蛭弧菌的生长和真实环境中的相似性。我们的实验也证明了这种方法的有效性，并且在实验中我们获得了肠杆菌和黄色假单胞菌这两种类蛭弧菌的宿主菌。 2. 用新分离出来的两种宿主菌，通过噬菌斑生成、吸光度检测，PCR扩增等一系列实验证明我们成功的从淡水湖泊中分离得到了类蛭弧菌。 3、经过对所得的类蛭弧菌的16S rRNA基因序列进行检测,获得了不同类群的类蛭弧菌，并且还发现了新的类群。 3. 构建了分离的类蛭弧菌的系统发生树，对三个湖泊中类蛭弧菌的多样性进行了分析。

木根麦冬rRNA基因进化的研究

木根麦冬（Ophiopogon xylorrhizus Wang et Dai）属于铃兰科（Convallariaceae）或广义百合科（Liliaceae s.l.）沿阶草族（Ophiopogoneae）沿阶草属（Ophiopogon Ker-Gawl.），属于典型的濒危植物。前人已从细胞学、种群生态学、生殖生物学和遗传结构与多样性等方面对木根麦冬进行了研究，但在分子进化和分子细胞遗传学水平上的研究近为空白。本文运用染色体的荧光原位杂交(FISH)、PCR扩增和克隆、DNA测序、系统发育重建等方法，对18S rDNA作了染色体原位定位，研究了木根麦冬的Ss rRNA基因结构特点，并重建了该基因的系统发育树，探讨了5S rRNA多基因家族的分子进化模式和木根麦冬的濒危机制。主要结果如下： 1．对木根麦冬三个居群七个个体、及其最近姐妹种林生麦冬（Ophiopogon svlvicola Wang et Tang）一个个体的5S rRNA基因进行了PCR扩增和TA克隆，在两个种中共得到1085个具有插入片段的阳性克隆。 2．对木根麦冬三个居群六个个体的294个SS rRNA基因克隆，及林生麦冬一个个体的45个克隆，总计339个克隆进行了DNA序列测定，这是目前已完成的最大的单个物种的5S rRNA数据。结果表明：两个种的序列高度多样化，在339个拷贝中仅仅有13对(3.8%)是相同的，序列长度变化在307bp-548bp之间，长度变异主要发生在间隔区，单个碱基的插入和缺失(indel)频率很高，5bp以上片段的插入，缺失有11个，插入的序列通常是其两侧序列的重复和倒位。术根麦冬序列的分化指数（sequence differentiation index，SDI）是0.078，林生麦冬是0.032，两个物种间是0.149，木根麦冬的序列之间的分化明显大于林生麦冬。 3．以PAUP程序对339个5S rRNA基因拷贝的DNA序列（包括编码区和间隔区）作了系统发育分析，结果如下：在得到一个唯一的最俭约树中，所有木根麦冬的拷贝被聚成一支，而林生麦冬的则被聚到另一支，统计支持率(bootstrap)达到lOO%，表明这两个物种所有的的5S rRNA基因拷贝分别来自各自的一个祖先拷贝（建立者拷贝），而其共同祖先的其它拷贝则在物种形成中或之后丢失：在多基因家族中如此长期而单一的拷贝偏选( sorting)过程尚未有前人报道;由此基因系统发育树可以看出，在这两个物种形成之后，“建立者拷贝”经历了多次扩增过程而形成了一个直系的（orthologous）多基因家族。 4．在木根麦冬分支中，很少有亚分支是全部由一个居群或一个个体的拷贝组成的，不同居群、不同个体的拷贝混合在同一个亚分支中;对基因系统发育树、序列多样性和序列分化指数分析表明，5S rRNA基因家族内一致化（homogeruzation）过程很弱，不同拷贝是独立进化的，这在串联．重复的多拷贝基因家族中是不寻常的;由上述分析我们推测，在术根麦冬的进化历史上，居群间的基因交流远远比今天频繁，可能是某些外在因素在近期发生变化，导致自交和自交衰退，并进而导致濒危。 5．利用荧光原位杂交技术，成功地将18S rRNA基因定位在木根麦冬减数分裂期的染色体上，两对强信号和一对弱信号分别位于三对二价体染色体上。

松属植物rRNA基因的变异模式及其进化生物学意义

被子植物的rRNA基因已经得到深入研究。二倍体被子植物一般拥有1-4对18S-5.8S-26S rDNA位点和1-2对5S rDNA位点。作为特殊的多基因家族成员，rDNA会受均一化力 (homogenizing forces) 的作用，通过基因转换、不等交换等机制，形成基因的致同进化 (concerted evolution)。长期以来，我们一直认为动植物rDNA致同进化水平很高，各种拷贝的序列几乎完全一致，因此可以直接应用PCR测序的方法进行分子系统学研究。但是在裸子植物中由于研究资料的匮乏，使我们对裸子植物rDNA的变异模式了解甚少。松属植物作为裸子植物的最大类群，它的rDNA变异和进化有何特点、与被子植物是否相同，是这个重要类群的进化研究中目前尚未解决的问题。本文的研究内容从三个方面进行： (1)rDNA的染色体定位 目前，松属的18S-5.8S-26S rDNA的染色体定位研究只包括5种植物，其中的3种同时涉及到5S rDNA定位。这些研究结果表明，不同种存在相异的rDNA位点数目，甚至不同的个体的rDNA位点均有变化。其共同点是，18S-5.8S-26S rDNA位点数平均较被子植物多，5S rDNA除Pinus radiata外，在其它种里则与被子植物相似。这种现象是松属或裸子植物的共同特征，亦或是特例呢？有限的研究限制了对裸子植物rDNA的了解。本研究的目的之一就是研究松属植物rDNA的染色体空间分布特征，希望借此了解松属植物间的关系，比较裸子植物和被子植物rDNA在染色体组水平的差异。 (2)5S rDNA的分子进化 5S rDNA的序列水平的进化研究在松属中尚属空白。5S rDNA在染色体数目上没有显示裸子植物与被子植物的差异，是否意味着松属乃至裸子植物的5S rDNA也同被子植物一样——致同进化完全，序列高度一致呢？利用克隆测序方法对松属植物5S rDNA的研究无疑是有开创性的工作，可以探讨裸子植物的5S rDNA的进化机制和种间关系。 (3)杂种基因组研究 杂交物种的起源演化是当前生物学研究的热点，通过杂种基因组的研究，可以了解杂种的的基因组构成，组织方式和进化历史，探讨杂交事件对成种过程的影响及意义。这项研究涉及到高山松、云南松和油松。之所以采用这三种植物，因为等位酶、cpDNA和mtDNA证据证明高山松为油松和云南松的自然杂交种。但这些证据不足以反映杂种核基因组的重组特征和构成及其进化规律。我们利用rDNA-FISH、5S rDNA和基因组原位杂交分析三种松树间的基因组关系，为揭示高山松的进化机制和历史提供新的依据。 本项研究得到以下结果： 一. rDNA荧光原位杂交 (FISH) 通过对华山松和白皮松两种单维管束亚属植物及油松、云南松、高山松、马尾松和南亚松等五种双维管束亚属植物的18S rDNA与5S rDNA的荧光原位杂交，结果表明： ⑴ 裸子植物的18S rDNA位点数目明显多于二倍体被子植物。其中主要位点数目，油松有7对，高山松5对，云南松8对，马尾松10对，南亚松6对，白皮松3对，华山松10对，平均在7对;另外，部分松树还存在弱位点。无论强弱位点都有部分存在于染色体的着丝粒区，除了赤松 (Pinus densiflora)，在其它松科植物中并没有发现这种现象。究竟是基因转移的结果或该位点是18S rDNA的原始起源位置还有待确证。 ⑵ 5S rDNA位点相对变异较小，与被子植物相当。除了华山松5S rDNA有4对位点，马尾松只有1对位点外，其它松树的5S rDNA位点数目均为2对，并且在双维管束亚属植物中有一对属于弱位点。 ⑶ 两种rDNA存在不同连锁模式。双维管束亚属植物中，5S与18S rDNA连锁在同一染色体的同一臂或两条臂上。在同一染色体臂时，18S rDNA在臂的远端。单维管束亚属植物的5S与18S rDNA或连锁于同一染色体的同一臂上，或分别处于不同染色体。前一情况，5S rDNA位于臂的远端。据此可以说明两个亚属的rDNA结构在染色体组水平的很大分化。 ⑷ 松属植物的关系及高山松核型特征。由于5S与18S rDNA连锁关系的不同，可以将单维管束亚属和双维管束亚属分开。各亚属的不同物种可以依据杂交位点的多少、位置、信号强弱构成的核型图加以区分，并且构成一定的系统关系。杂交起源的高山松在染色体组上，表现出对油松和云南松两亲本不同染色体特征的分别继承与重组，并产生独有的特征。其II同源染色体之一18S rDNA位点的缺失，可能是染色体重组的痕迹。 二. 5S rDNA的序列变异与分子进化 利用分子克隆和DNA测序分析了油松、云南松、马尾松、白皮松和不同遗传背景的高山松居群的5S rRNA基因序列变异及基因进化规律，得到以下主要结果： ⑴ 5S rDNA的结构特征。双维管束亚属植物长度在658-728 bp，白皮松则为499-521 bp。长度差异体现在基因间隔区，而基因区极端保守，基本为120 bp。基因转录区内部存在着转录控制区，决定了5S rRNA的转录起始与转录效率。5S rRNA基因能够折叠成正常的二级结构，其中，相对于干区来说，环区要保守，但环E却表现出异乎寻常的变异，转换/颠换比值高达7.1，这种突变可能是假基因的产物。基因间隔区存在一定的保守单元，其中一些与转录的起始和终止调控相关，有些是裸子植物未知功能的特异保守区。 ⑵ 松属植物5S rDNA存在着基因组内与种间的异质性。基因组内的各个克隆中有超过80%的特异的，彼此不相同。整个5S rDNA分化距离为0.042 - 0.051，其中，间隔区的分化比基因区高，其速度约是基因区的3-7倍。比较种间5S rDNA序列发现：在122个克隆中，基因区只有50个特异的序列。基因组间的序列变异度与基因组内 (个体内) 没有明显差别。白皮松的间隔区与双维管束亚属松树的5S rDNA间隔区差异极大，几乎不能排序，而四种双维管束亚属植物的5S rDNA间隔区种间种内差异不大。 ⑶ 松属植物5S rDNA进化。PAUP分析建立的5S rRNA基因树显示，5S rRNA基因在基因组内是多系的 (polyphyletic)，表明成种事件以前，祖先种就已经存在序列的分化。观测到的5S rRNA基因序列变异状况，并非完全是致同进化或独立进化的单一因素造成的，而是二者的相互作用的结果。致同进化确实存在，只是速度较慢而已。 ⑷ 高山松5S rDNA 组成。高山松拥有最高的基因组内的序列多样性，高山松的5S rDNA拷贝既有亲本类型，又有重组类型，并且不同地理及遗传来源的高山松显示一定的分化趋势，有更多的拷贝来自母系亲本。 三. 基因组原位杂交 以油松和云南松总DNA作为探针，相互进行基因组原位杂交，结果显示云南松和油松的染色体组可以完全被对方探针标记，在现有基因组原位杂交的分辨率下不能将两个基因组区分开。说明云南松和油松基因组之间存在高比例的同源序列，两种松树的基因组组成十分相似。利用油松和云南松总DNA作为探针，对高山松的染色体组进行双探针基因组原位杂交。结果表明，高山松全部基因组都能与两亲本探针完全杂交，说明三者间有着异乎寻常的亲缘关系。但在PH失调影响下，高山松只有部分基因组被杂交，并且两种探针的杂交信号有轻微差异。这可能是高度重复序列优先杂交的结果。这些情况表明，高山松虽然在基因组构成上与两个亲本基本一致，但基因在染色体组的空间排布上是存在差异的，这一点可以从rDNA-FISH中证明。