Living planktonic foraminifera from the northwestern Pacific Ocean: SSU rDNA sequences and their paleoceanographic significance

Living planktonic foraminifera (PF) samples from the Okinawa Trough of the northwestern Pacific Ocean were taken for DNA analysis. The SSU rDNA sequences of two PF species, Globigerina sp. and Pulleniatina obliquiloculata collected at Station WP01, were obtained and compared with those from the southwestern Pacific Ocean. Only small differences (< 0.7%-1.2% for P. obliquiloculata, and 0.3% for Globigerina sp.) were found between samples from the north- and south-western Pacific Ocean areas and this molecular evidence supported that these micropaleontological species are the same species, which implies that the West Pacific Ocean circulation system influences the planktonic foraminiferal gene communication.

原生动物单细胞PCR应用初探——以天蓝喇叭虫为例

以天蓝喇叭虫(Stentor coeruleus)为研究对象,探索了单细胞单基因PCR扩增及单细胞全基因组PCR扩增技术在原生动物中的应用.经过不断探索和优化条件后,试验取得了理想的结果.在40例单细胞单基因(SSU rDNA基因全序列)PCR的一次性扩增中,新鲜细胞和经过中性红染色的细胞都获得了100%的成功率,室温下酒精(95%)保存一周的细胞获得了82.5%的成功率.在单细胞全基因组PCR扩增中,采用高效高保真的phi29DNA聚合酶结合随机引物(Random Primer)进行扩增,获得了丰富且质

New data on Myxobolus longisporus (Myxozoa : Myxobolidae), a gill infecting parasite of carp, Cyprinus carpio haematopterus, from Chinese lakes

The original description of Myxobolus longisporus Nie et Li, 1992, the species infecting gills of Cyprinus carpio haematopterus L., is supplemented with new data on the spore morphology and pathogenicity. Spores are elongate pyriform with pointed anterior end, 15.7 (15.5-16.5) mum long, 6.7 (6-8) mum wide and 5.5 mum thick. Sutural ridge is straight and narrow. Mucus envelope is lacking. Two equal-sized elongate pyriform polar capsules are 8.5 mum long and 2.5 mum wide with convergent long axes. Polar filament coiled perpendicularly to the long axis of the capsule makes 9 (8-10) turns. Posterior end of polar capsules exceeds mid-spore by 15-20%. Cyst-like plasmodia are localised in the gill secondary lamellae. The infection is described in adult big host specimens. Gross lesions manifested as dark red colouration of gill tissues were restricted to the ventral part of the first gill arches. Remarkable site specificity (apical part of secondary lamellae) was observed in the course of development of microscopic lesions. M. longisporus is characterised also on the molecular level using sequences of SSU rRNA gene. Phylogenetic analysis based on these sequences has allowed clearer phylogenetic relationships to be established with other species of the genus Myxobolus sequenced to date.

Myxobolus lentisuturalis sp n. (Myxozoa : Myxobolidae), a new muscle-infecting species from the Prussian carp, Carassius gibelio from China

A new highly pathogenic muscle-infecting species of the genus Myxobolus Butschli, 1882 is described from the Prussian carp, Carassius gibelio (Bloch, 1782) using spore morphology and SSU rDNA sequence data. Phylogenetic analyses elucidated relationship of the newly described Myxobolus lentisuturalis to other Myxobolus species and supported its position of an independent species.

亚历山大藻分子鉴定和荧光原位杂交检测方法研究

近年来，世界沿海国家有害赤潮发生的频率、规模及危害都有上升趋势，有害赤潮已经成为重要的近海环境问题之一。要有效防范有害赤潮带来的危害效应，建立和发展可靠、有效的赤潮监测手段非常重要。目前，对于赤潮藻种的监测主要依靠显微观察的方法，在实际应用中经常遇到困难。首先，亲缘关系相近的物种在形态上差异很小，如甲藻门亚历山大藻属的一些种类，仅细胞壁上个别甲片的结构有细微差别，并且这些形态学指标还容易受环境条件及生长阶段的影响。另外，这种以形态学为基础的分析方法，分析速度慢、耗时长，对操作人员的要求较高，难以满足浮游植物种群动力学监测“量大、连续”的要求。因此，本研究将分子生物学的技术和方法应用于赤潮监测，力求提高赤潮藻种鉴定的准确性和检测工作的效率。 亚历山大藻是一类重要的有害赤潮藻，该藻属中一些产毒特性差别很大的藻种，单从表形特征难以明确区分，从而限制了基于形态观察的监测技术的应用。本研究中，我们尝试应用分子生物学技术与方法，开展了该藻属藻种分子鉴定和荧光原位杂交检测方法的研究。在亚历山大藻的分子鉴定方面，我们采用了核糖体RNA基因（rDNA）序列分析的方法，首次测定了9株分离自中国沿海的（以及实验室保有的其它两株）亚历山大藻的rDNA序列全长，其中包括核糖体小亚基（SSU）rDNA、大亚基（LSU）rDNA、5.8S rDNA及内转录间隔区（ITS）区序列。序列分析结果显示，这些藻株包含了5种核糖体类型，分别是塔玛复合种亚洲温带（Temperate Asian）核糖体类型（TSC-TA），塔玛复合种西欧（West European）核糖体类型（TSC-WE），相关亚历山大藻（A. affine）核糖体类型（AF），微小亚历山大藻（A. minutum）葡萄牙（Portugal）核糖体类型（M-PO）和微小亚历山大藻新西兰（New Zealand）核糖体类型（M-NZ）。将测获的rDNA序列划分为若干保守性不同的区段，分别进行系统发育分析（结合GenBank数据库中保存的其它亚历山大藻相关序列）。结果显示，LSU rDNA D1-D2区是对该藻属藻种进行分子鉴定和系统发育研究的较好区段。同时，为解决建立亚历山大藻克隆培养的困难，我们应用单细胞rDNA序列分析方法，对亚历山大藻单个细胞直接进行了种类鉴定。结果表明，该方法适用于不同生活史阶段的亚历山大藻。 在亚历山大藻的检测技术方面，我们进一步扩展和完善了针对完整细胞的荧光原位杂交检测方法。首先，通过对不同核糖体类型藻株rDNA序列信息的对比分析，针对各自特异的序列位点，设计了特异性rRNA标记探针。经荧光原位杂交实验检验，实现了对5种核糖体类型亚历山大藻的特异性标记。其中，针对WE、M-PO及M-NZ核糖体型的特异性探针为首次获得，另外两个探针是针对TA和AF核糖体类型rRNA新的位点所设计。同时，对影响探针标记效果的诸多因素进行了分析和探讨。此外，在2007年春季长江口海域赤潮调查中，首次应用特异性核酸探针和荧光原位杂交检测方法，调查了该海域亚历山大藻的丰度。结果表明，在4月4日-4月10日的样品中，亚历山大藻达到了较高的密度，最高密度达到103cells/L。同时发现，实验中样品的保存方法有待改进。随后的研究表明，盐醇固定方法及多聚甲醛/甲醇固定方法，可以较好的保持rRNA不被降解并适宜杂交（至少3个月时间）。 总之，本研究首次测定并分析了11株亚历山大藻（9株分离自中国沿海）的rDNA全序列信息。在此基础上，获得了5种核糖体类型亚历山大藻的特异性rRNA标记探针，其中3种为首次获得。另外，实验证明，单细胞rDNA分析技术和荧光原位杂交检测方法，在自然水体中亚历山大藻的直接鉴定及丰度调查中，均具有良好的应用前景。这一工作为我国近海亚历山大藻的鉴定和检测提供了理论依据和方法学基础，希望对该藻赤潮的监测工作有推动作用。 关键词：亚历山大藻 遗传探针 rRNA rDNA 荧光原位杂交 系统发育

Novel uncultivated labyrinthulomycetes revealed by 18S rDNA sequences from seawater and sediment samples

Labyrinthulomycetes (Labyrinthulea) are ubiquitous marine osmoheterotrophic protists that appear to be important in decomposition of both allochthonous and autochthonous organic matter. We used a cultivation-independent method based on the labyrinthulomycete-specific primer LABY-Y to PCR amplify, clone, and sequence 68 nearly full-length 18S rDNA amplicons from 4 sediment and 3 seawater samples collected in estuarine habitats around Long Island, New York, USA. Phylogenetic analyses revealed that all 68 amplicons belonged to the Labyrinthulea. Only 15 of the 68 amplicons belonged to the thraustochytrid phylogenetic group (Thraustochytriidae). None of these 15 were similar to cultivated strains, and 11 formed a novel group. The remaining 53 amplicons belonged either to the labyrinthulid phylogenetic group (Labyrinthulidae) or to other families of Labyrinthulea. that have not yet been described. Of these amplicons, 37 were closely related to previously cultivated Aplanochytrium spp. and Oblongichytrium spp. Members of these 2 genera were also cultivated from 1 of the sediment samples. The 16 other amplicons were not closely related to cultivated strains, and 15 belonged to 5 groups of apparently novel labyrinthulomycetes. Most of the novel groups of amplicons also contained environmental sequences from surveys of protist diversity using universal 18S rDNA primers. Because the primer LABY-Y is biased against several groups of labyrinthulomycetes, particularly among the thraustochytrids, these results may underestimate the undiscovered diversity of labyrinthulomycetes.

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。

苔藓植物一些东亚特有属的分子系统学研究

苔藓是高等植物（有胚植物或陆地植物）中最原始的一类，但种类却丰富多样，其形态和生长环境的多样化程度高于蕨类和裸子植物，且对极端环境的忍耐力更强，分布范围也更广。“特有”是一个地理概念，它是相对广布而言，当一个类群的分布范围有一定的限制时即为特有现象。“东亚特有”是指分布范围主要局限于中国，朝鲜，日本和蒙古等，向北可及俄罗斯远东地区，少数可分布至中国南部相邻地区的植物类群。东亚地区主要以温带植物区系为主，但也包含一些热带植物区系成分，还因为第四纪以来受冰川活动影响较少，因此植物种类非常丰富。东亚地区也是苔藓植物的多样性中心之一，这里有较多的特有成分。在我国总共分布有苔藓植物东亚特有属35属，其中苔类5属，藓类30属。长期以来，特有成分始终引起人们的极大关注，不仅是因为其在植物地理学上的重要性，还因为特有类群中包含了孓遗类群，往往系统位置比较关键，此外，大部分特有类群对人为干扰比较敏感，对其保护就愈加重要，因为它在这个地区的消失就意味着一个类群的灭绝。 我国对苔藓植物东亚特有类群已有较好的认识，在前人知识积累的基础之上，我们期望通过分子系统学的方法，开展对东亚特有苔藓属的研究，逐步揭开特有属植物的神秘面纱，最终在系统树上找到它们各自应该属于自己的位置。 在本次研究中，我们总共得到十一个苔藓植物东亚特有属的新鲜材料。在实验室中我们对这十一个特有属叶绿体和核的六个基因（叶绿体atpB, rbcL, cp-SSU, cp-LSU 和核18S，26S rDNA）进行了测序，并在此基础之上，构建了来自苔藓植物106个属上述六个基因的联合矩阵，并对它们进行了系统学分析。本文所选十一个特有属中除三个苔类属和一个线齿藓类的属之外，其它七个特有属都属于侧蒴藓类。根据近几年的研究结果，侧蒴藓类中灰藓目被认为是起源自一次快速辐射演化，灰藓目各科之间的关系以及各科的范围都很难确定。即便本实验测序一万多bp，这一支之内的关系仍不能解决。 在以上结果的基础上，本文对线齿藓类的树发藓属（Microdendron）进行了较为详细的研究，我们用最大简约法分析了金发藓目15属，33种的18S, rbcL和trnL-F序列的联合矩阵。对树发藓属的微形态进行了电镜扫描。形态和分子数据的分析结果表明，这个特有属在属级水平是不成立的，它仅是小金发藓属的一个种。此结果支持将这个东亚特有属降为种的等级。此外，本文还对囊绒苔属（Trichocoleopsis）和新绒苔属（Neotrichocolea）的系统位置做了比较详细的研究。我们分别分析了一个苔类植物57属的四基因（cp-SSU, cp-LSU, atpB and rbcL）矩阵和一个苔类植物24属的九基因（cp-SSU, cp-LSU, atpB, psbA, rps4, rbcL, 18S, 26S and nad5）联合矩阵，结果显示囊绒苔属和新绒苔属互为姐妹群关系，而毛叶苔属（Ptilidium）又是它们二者的姐妹群。研究结果支持了囊绒苔属和新绒苔属组成新绒苔科（Neotrichocoleaceae），而不同于前人的观点：将上述两属放置于毛叶苔科（Ptilidiaceae）、绒苔科（Trichocoleaceae）或多囊苔科（Lepidolaenaceae）。另外值得注意的是这两个特有属和毛叶苔属组成的一支位于叶苔类（Leafy liverwort）中“Leafy I”和“Leafy II”两大支之间，但这一支确切的系统位置没有解决，仍有待于进一步研究。 除此之外，本文还利用GenBank中的数据对东亚特有属日鳞苔属（Nipponolejeunea）和耳坠苔属（Ascidiota）（未获得实验材料）进行了初步的系统学分析。结果表明传统上放在细鳞苔科的日鳞苔属与毛耳苔科的毛耳苔属（Jubula）为姐妹群关系，建议将日鳞苔属置于毛耳苔科;耳坠苔属是光萼苔科的成员，属的分类等级是合理的。 最后本文利用罚分似然法，选取多个化石作为标定点，对来自苔藓植物主要类群及其它陆地植物共115个类群5个基因（atpB, rbcL, cp-SSU, cp-LSU, 18S）的矩阵进行了分子钟的分析，初步估算11个东亚特有属的分化时间。

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.

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