Cloning and characterization of cytochrome c oxidase subunit I (COXI) in Gobiocypris rarus

In study of gene expression profile in cloned embryos which derived from D. rerio embryonic nuclei and G. rarus enucleated eggs, cytochrome c oxidase subunit I (COXI) of G. rarus, exhibiting difference at expression level between cloned embryos and zebrafish embryo, was cloned. Its full cDNA length is 1654 bp and contains a 1551 bp open reading frame, encoding a 5.64 kDa protein of 516 amino acids. The alignment result shows that mitochondrion tRNA(ser) is co-transcripted with COXI, which just was the 3'-UTR of COXI. Molecular phylogenic analysis based on COXI indicates G. rarus should belong to Gobioninae, which was not in agreement with previous study according to morphological taxonomy. Comparison of DNA with cDNA shows that RNA editing phenomenon does not occur in the COXI of G. rarus.

Molecular systematics of Xenocyprinae (Teleostei : Cyprinidae): Taxonomy, biogeography, and coevolution of a special group restricted in east Asia

We surveyed mitochondrial DNA (mtDNA) sequence variation in the subfamily Xenocyprinae from China and used these data to estimate intraspecific, interspecific, and intergeneric phylogeny and assess biogeographic scenarios underlying the geographic structure of lineages. We sequenced 1140 bp of cytochrome b from 30 individuals of Xenocyprinae and one putative outgroup (Myxocypris asiaticus) and also sequenced 297 bp of ND4L, 1380 bp of ND4, 68 bp of tRNA(His), and 69 bp of tRNA(Ser) from 17 individuals of Xenocyprinae and the outgroup (M. asiaticus). We detected high levels of nucleotide variation among populations, species, and genera. The phylogenetic analysis suggested that Distoechodon hupeinensis might be transferred to the genus Xenocypris, the taxonomic status of the genus Plagiognathops might be preserved, and species of Xenocypris and Plagiognathops form a monophyletic group that is sister to the genus Distoechodon and Pseudobrama. The introgressive hybridization might occur among the populations of X. argentea and X. davidi, causing the two species to not be separated by mtDNA patterns according to their species identification, and the process and direction of hybridization are discussed. The spatial distributions of mtDNA lineages among populations of Xenocypris were compatible with the major geographic region, which indicated that the relationship between Hubei + Hunan and Fujian is closer than that between Hubei + Hunan and Sichuan, From a perspective of parasite investigation, our data suggested that the fauna of Hexamita in Xenocyprinae could be used to infer the phylogeny of their hosts. (C) 2001 Academic Press.

Motilin/ghrelin荷尔蒙基因家族及其受体基因家族的分子进化研究和云南闭壳龟（Cuorayunnanensis）的分子鉴定及进化地位研究

哺乳动物motilin/ghrelin荷尔蒙基因家族编码产生三种多肽荷尔蒙，motilin、ghrelin和obestatin。这三种荷尔蒙分别结合各自特异性受体MLNR、GHSR和GPR39，调控不尽相同，但类似或相关的生理生化过程，并且它们的受体相互之间也高度同源。根据达尔文的进化论，任何复杂的生物系统都是在原有基础上，在自然选择的作用下逐步调整优化而来（Darwin 1859）。一方面，一个系统中相互作用的各个组分在进化过程中同时发生或变化的概率微乎其微；另一方面，紧密相互关联的系统中一个组分的孤立存在看起来又是毫无意义的。本研究中，我们基于系统发育分析重建了荷尔蒙基因家族及其受体基因家族的进化历史，探讨它们在进化中的关系。从而了解在一个整合的系统中，基因复制（gene duplication）后产生的新的组分是如何演化的，是如何形成新的分子间相互作用（如荷尔蒙–受体间特异性相互作用）和发生功能分化的。 我们的研究结果表明，preproghrelin（GHRL）和prepromotilin（MLN）源于一个祖先基因，是由基因重复而来，基因重复发生在C端两个新的翻译后剪辑位点演化出现之后，既两栖动物与羊膜动物分歧之后（而后产生了新的多肽荷尔蒙，例如高等哺乳动物GHRL中的obestatin）。受体与配体的进化历史并不一致。受体GPR39最先分歧，然后类似GHSR的祖先基因经历先后两次重复，产生了硬骨鱼世袭特异的基因簇A，MLNR和GHSR，基因重复事件的发生早于硬骨鱼与四足动物的分歧。Ghrelin/GHSR信号通路系统从硬骨鱼到哺乳动物的进化过程中十分保守，结构和功能几乎都没有发生太大变化。Motilin和MLNR间的特异性相互作用是荷尔蒙基因重复发生后，配体、受体间协同进化的结果，自此形成了新的Motilin/MLNR信号通路系统。 我们提出了一个复杂系统（分子间相互作用网络）进化的模型：基因重复或酶饰作用后产生了新的组分，它们通常是先前已有组分的一种结构上的变异，能与之前已经存在的分子形成新的分子间相互作用，从而演化出新的功能。基因重复之前，通常存在基因共享，即一种分子参与到多个过程、多种分子间相互作用。基因重复或酶饰作用生成了新组分，新的分子间相互作用，为功能上的专化和特化提供了条件。 此外我们还对新近发现的活的云南闭壳龟进行了分子鉴定，并探讨了云南闭壳龟的系统发育地位。云南闭壳龟（Cuora yunnanensis，Boulenger，1906）曾被认为已经灭绝，在保护生物学上受到广泛的关注。我们测定了三只活的云南闭壳龟线粒体COI和ND4及His、Ser、Leu tRNA序列片断，共1725碱基序列。结合闭壳龟属其它物种序列，包括之前测定的一只云南闭壳龟标本（MNHN 1907.10）的DNA序列，进行了分子系统学分析。与100年前的标本比较，无论是形态上、还是本文的分子系统结果都显示，新发现的活的云南闭壳龟确实是云南闭壳龟。同时，我们的结果确证了标本序列的可信性，揭示云南闭壳龟不是近期杂交形成的，代表了进化上独立的遗传谱系，且种内仍存在一定的遗传多样度。本文是分子系统学在濒危物种保护应用中的成功案例。我们的结果为推翻云南闭壳龟已经灭绝的观点提供了进一步强有力的分子生物学证据，但该物种极其稀少的状况提示其前景不容乐观，必须尽快采取有力的措施予以重点保护。

印度人群线粒体 DNA 系统发育基因组学研究

人类线粒体DNA(mtDNA)是一个长度16,569bp 的环状分子，编码13 种蛋白 质、22 种tRNA 和2 种rRNA。由于mtDNA 全基因组信息具有缺乏重组、母系 遗传、高突变速率和相对较高的分辨率等特点，近年来已经成为重建人类历史的 重要工具。这些研究已经证实，mtDNA 最古老的六个单倍型类群，L0-L5，在非 洲特异的出现；而6-7 万年前从L3 衍生出的M 和N 两个超类群最终占领了世界 其他地区。然而，mtDNA 全序列研究在世界上某些特定地区尚是一片空白，其 中之一便是作为人类“走出非洲”的关键区域——印度。 为弥补这一空白，我们从 1200 个印度样品中选择了131 个可以代表所有主 要单倍型类群的个体，进行了全基因组扩增和测序，手工重建并软件验证了系统 发育关系树。我们的结果发现了12 个新的印度特有单倍型类群(N5, R7, R8, R30, R31, M34-M40)，修订了11 个已知特有单倍型类群(N1d, R5, R6, U2a, U2b, U2c, M2, M4, M5, M6, M30)的定义，详细描述了存在于印度的欧洲特有类群(HV, JT, U, N1, W)。 这一工作产生了多个推论。第一个是关于人类“走出非洲”假说长期以来 存在的争论。欧亚大陆和大洋洲mtDNA 在M 和N(包括R)超类群系统发育关系 上星状和不重叠的分布，表明了人类走出非洲是沿着亚洲海岸线(即所谓的“南 方路线”)的一个快速扩散的过程。第二个推论是关于存在于印度的欧洲特有世 系。与典型的欧洲世系相比，这些世系仅仅存在一到两个突变，从而证实了新石 器时代以来来自于近东新月地带或中亚高原的基因流。第三个推论涉及一个早期 的印度全序列研究。仔细分析其数据表明，他们的数据丢失了很多基部的特有突 变并产生了多个幻影突变，从而证实了系统发育思想对检测数据质量的作用。 随着印度人群 mtDNA 全序列研究的完成，人类mtDNA 系统发育的基本框 架得以建立。人类mtDNA 明显地呈现出大洲特异性分布。目前已经有两种假说用来解释这一现象。传统的观点把这一现象归于遗传漂变；而近期的选择假说认 为选择在人类mtDNA 的分化中扮演了极其重要的角色，而气候是主要的选择压 力。为解决这一争论，我们收集了来自南亚、大洋洲和东亚三个具有不同气候的 地区的mtDNA，使用直接计数的办法比较了各个大洲之间同义突变和异义突变 的差异。结果表明，几乎在所有的基因中，异义突变的数量低于同义突变的数量， 从而表明纯净化选择是人类mtDNA 进化中的主要力量。然而，在这三个大洲之 间没有发现显著的差异，表明mtDNA 在这三个区域上所承受的选择压力基本相 同。这一结果表明，气候不大可能是造成人类mtDNA 分化的主要原因。

食肉目哺乳动物（Carnivora）的分子进化研究

追溯生物界不同生物类型的起源及进化关系，即重建生物类群的系统发育树是进化生物学领域中一个十分重要的内容，并日益受到广泛的关注。美国和一些欧洲国家已率先启动了类似人类基因组计划的"生命之树，，计划（TreeofLife，TOL），将对生物学研究的发展产生深远影响。本研究瞄准了"生命之树"这一国际关注的焦点问题，选择具有重要进化理论意义和保护生物学价值的食肉目进行研究，除采用流行的多个线粒体基因外，还筛选多个有效的核基因标记，通过多基因序列数据的整合分析，构建可靠的食肉目分子系统树。此外，我们在食肉目部分物种的一个内含子区域发现了SINE家族的插入，考虑到这个内含子区域可能是SINE家族序列的一个插入热点，我们还增加了一些胎盘类哺乳动物目对这个内含子区域发生的多次SINE家族插入进行了详尽的进化研究。世界现生食肉目动物共计有11科280种，一般将它们归为两大超科，犬型超科（熊科，犬科，洗熊科，锄科，海狮科，海象科和海豹科）和猫型超科（灵猫科、猫科、鼠狗科和獴科）。犬型超科由于包含的物种种类繁多而且形态差异极"大，因此物种之间的系统发育关系方面争论颇多，难以解决。我们选用四个核基因序列片段和一个线粒体蛋白编码基因（共4417个碱基）对16个大型超科食肉目代表物种进行研究，探讨这一超科中科间的系统发育关系以及两个熊猫（大，小熊猫）的位置。结果表明不同基因在各分枝上表现出不同的解决能力，核基因和线粒体基因不含有冲突的，而是含有互补的系统发育信号，因而当把它们合并在一起进行系统发育分析时得到了一个大部分分枝都有很高支持程度的系统树拓扑结构。系统发育重建支持犬科是犬型超科中最早分歧的谱系，洗熊科和勃科的关系最近。小熊猫是洗熊科和触科的姐妹群，大熊猫是熊科中最早分歧的成员。鳍脚类（海狮科，海象科和海豹科）和熊科依次是由洗熊科，融科和小熊猫组成的进化枝最近的姐妹群。其中，鳍脚类和熊科的系统发育学位置在合并所有基因片段进行的ML和贝叶斯分析方法中都有较高的支持率和后验概率，但是在孵分析中的支持率却很低。因此，鳍脚类，熊科和由洗熊科，融科，小熊猫组成的进化枝三者之间的系统发育关系的解决将是以后食肉目犬型超科科水平系统发育学研究的趋势和重点。食肉目中不仅各科之间的进化关系扑朔迷离，科内的系统发育关系也很不清楚，尤其是熊科和猫科。因为这两个科都是在非常近期才发生物种分化的类群，代表了快速的进化辐射和间隔时间非常短的物种形成事件，因而重建科内各物种之间的系统发育关系对于系统学家来说是一项艰巨，极富挑战性的任务，也是造成熊科和猫科物种系统发育关系一直无法得到完全解决的重要原因。我们首次从两个核基因的角度，并与以前发表的五个线粒体基因数据进行单独和合并分析来探讨所有熊科物种（8个）的系统发育关系（约4kb）。结果不仅证实了目前普遍接受的观点，包括眼镜熊是除大熊猫以外最早分歧的熊科物种，以及棕熊和北极熊的姐妹群关系，而且进一步支持了亚洲黑熊和美洲黑熊之间的紧密关系，但是就在大多数以前的线粒体基因研究暗示懒熊极有可能是Ursus属中分歧最早的熊科物种时，我们的核基因分析提出新的假说，强烈支持懒熊和马来熊之间的姐妹群关系，使得懒熊和马来熊的系统发育位置又要成为将来熊科系统发育学研究中讨论的热点。另外，我们也探讨了核基因和线粒体基因表现出不一致系统发育信号的可能原因。猫科物种一般分成三大谱系：家猫谱系，豹谱系和虎猫谱系。其中由Panthera属和一些中等体型大小的猫类组成的豹谱系分化时间最近而且包含的物种最多，因此围绕它的系统发育学未解决的问题也最多。我们首次使用三个核基因对猫科中豹谱系部分物种系统发育关系进行探讨，同时还测定了两个完整线粒体编码基因，并结合以前发表的其它四个线粒体基因片段进行单独和结合分析，了解猫科豹谱系物种的进化历史。另外，我们还比较了这9个基因序列片段在进化特征和猫科系统发育关系应用价值方面的异同点。通过对14个猫科部分物种，主要为豹谱系物种的多个线粒体和核基因序列片段的综合分析，得到了一些非常有价值的重要结论，包括Panthera属的单源性以及Panthera属内部物种之间新的系统发育关系，云豹与Panthera属关系最近，美洲狮和猎豹是姐妹群，兔孙仍然属于家猫谱系等等。本研究中的核基因DNA在追溯如此近期才分化的猫科类群过程中积累的序列差异较少，因而贡献非常有限，它们可能会更适合用来解决食肉目中更高水平的物种之间系统发育关系。此外，当我们使用FGB基因第七内含子进行食肉目犬型超科各科和猫科部分物种的系统发育关系研究时，发现犬科代表物种和两个猫科物种中的不同位置上都发现了SINE片段的插入。我们又增加了除食肉目以外的部分哺乳动物目代表物种（共30个分类群）来进一步分析FGB基因第七内含子发生的多次SINEs家族插入事件。我们的结果表明：在所有哺乳动物内含子中的直源位置都发现了起源于tRNA的M琅元件，除了啮齿目。研究发现啮齿目小鼠中较高的序列变异速率以及大鼠中随着寄主DNA的大段丢失而发生了罕有的遗失是造成啮齿目中MIR缺失的原因。此外，在我们分析的12个哺乳动物目中，食肉目，偶蹄目和兔形目的FGB基因第七内含子不同位置还发现了至少五次谱系特异性SINE家族的独立插入事件。在食肉目中，三个独立的CANSINEs插入支持了这个SINE家族在食肉目所有类群中都有分布的假说（即"pan-camivores"假说）。研究中最重要的发现就是那些谱系特异的sINE家族有插入到己存在的MIRs内部或MIRs附近的强烈倾向，表明MIR很有可能是其它SINEs连续插入的"热点"区域，因而使这个内含子区域有如此多的逆转座子插入。我们认为SINEs要比以前所意识到的具有更大的插入"灵活性"和区域"特异性"。另外，本论文还重点介绍了现代系统发育学中常用的系统发育重建方法和策．略以及随着基因组时代的到来，"系统发育基因组学（P坤logenomics））'这门崭新的交叉学科在"重建生命之树"方面所具有的巨大优势和潜力。

藏鸡和姬鼠属(Apodemus )系统进化中的比较基因组学研究

在过去的十几年时间里，利用不同的分子标记促进了分子生态学和群 体遗传学的较大发展，其中线粒体DNA 和微卫星DNA 分析在分子生态学 研究中得到了最为广泛的应用，多核基因分子标记也越来越受到人们的关 注。本文采用了比较基因组学方法来研究了藏鸡(Tibetan Chickens)和姬鼠 属(Apodemus)的系统进化，对藏鸡的研究主要是为了解决藏鸡的系统进化 地位及其线粒体基因组的进化特征；对姬鼠属的研究目的在于发展建立一 种崭新的研究野生动物系统进化和生物地理的比较基因组学手段。主要结 果描述如下： (1)藏鸡(Tibetan Chickens)线粒体全基因组序列的测序和分析 通过利用PCR 扩增，测序，拼接，获得藏鸡线粒体全基因组序列并进 行数据分析处理。藏鸡线粒体全基因组序列全长16783bp，共有13 个蛋白 质编码基因、2 个rRNA 基因、22 个tRNA 基因和1 个D-loop 区。模拟电 子酶切结果显示，藏鸡DraI 酶的酶切结果和其他家鸡及红原鸡的酶切结果 都相同。基于D-loop 区全序列和13 个蛋白质编码基因序列，采用N-J 算 法与原鸡属4 个种，3 个亚种和3 个家鸡品系构建系统进化树：初步确定 藏鸡起源于红原鸡，与家鸡中的来航鸡、白洛克鸡亲缘关系最近，但是藏 鸡的进化与来航鸡、白洛克鸡这两个家鸡品系又显得相对独立。推测可能 原因是藏鸡的祖先在进入高原以后处于相对封闭的环境，从而形成了独特 群体遗传特性。 (2)姬鼠属(Apodemus)系统进化中的比较基因组学研究 本文中我们利用比较基因组学的研究方法寻找Exon-Primer-Intron- Crossing(EPIC)座位，并在中国四川省姬鼠属3 个种18 个个体中进行检验。 其方法是：通过比较人和小家鼠基因组，选择其中的外显子高度保守的单 拷贝基因，然后在500-1500bp 长度内含子的两端利用外显子序列设计了引 物，再进行PCR 扩增和克隆分析。通过PCR 扩增，我们在102 对引物选 择了6 对引物在18 个姬鼠属个体中进行PCR 产物克隆和测序。通过和 Cyt-b 相比较，在6 个座位当中，有5 个座位构建的系统进化树和Cyt-b 构建的系统进化树的拓扑结构高度一致，其中4 个座位可以很好的区分地 理不同的种群。通过计算核酸多样性，6 个座位的得到的结果都很接近， 说明6 个座位的突变率没有太大的差别。由此可见，我们利用比较基因组学的方法寻找EPIC 座位用于系统发育和群体遗传学的研究是可行的，通 过利用模式物种的基因组信息来研究野生非模式物种的系统发育和群体 遗传学将会提供前所未有的数据量和分辨率。

柽柳科植物系统学及生态学研究

本文主要开展了以下两方面的研究：1．柽柳科系统学研究基于核核糖体DNA ITS序列，并结合形态特征，论证了山柽柳属（Myrtama（Royle）Ovcz＆Kinz）是一个自然的属。山怪柳属是怪柳属向水柏枝属进化过程中的中间过渡阶段，表现出许多“杂合”的性状，但系统学关系与水柏枝属更为接近，柽柳属、由柽柳属、水柏枝属同属于怪柳族Tamariceae；基于18S（nrDNA），rbcL（cpDNA），和tRNA Ser／Gly（cpDNA）间隔区分子序列，并结合形态特征，支持红砂属（holonachna Ehren）．为一个独立属的分类学意见，并认为红砂属是柽柳科共同祖先向琵琶柴属进化过程中的一个分支，与琵琶柴属关系很近，两者同属于红砂族Reaumurieae。画出了柽柳科系统演化关系图，并认为红砂族较为古老，柽柳族较为进化，由红砂族演化出柽柳族， 而柽柳属为联结红砂族和柽柳族的中间联结。首次较全面的研究了怪柳属植物的地理学。柽柳属是典型的旧世界温带分布属，伊朗一吐兰地区的西亚亚区是现存本属植物的现代分布中心和分化中心；根据柽柳属植物的现代地理分布、形态演化趋势、现有的化石及地质历史资料推测，柽柳属起源于古地中海热带成分盛行的早第三纪始新世，具有起源古老的性质，并且随着晚第三纪古地中海的退缩、气候逐渐干旱而得到进一步发展，产生许多新的以温带成分为主适应旱生环境的现代柽柳属种类。分析了怪柳属植物的形态变异，比较了怪柳科18种植物营养枝解剖结构，并对国产柽柳属植物进行了分支分类学和分子生物学研究，在此基础之上对国产柽柳属植物有争议的种进行了分类学修订。认为短毛怪柳为刚毛怪柳的一个变种，恢复其学名Tamarix hispida Var．Karelinii（Bge）Baum，而甘蒙柽柳（Traustromogolica Nakai）、白花柽柳（T.albiflonum M．T．Liu）、多花柽柳（T.hohenackeri Bge）为自然的分类学种。日．柽柳科生态学研究全，调查了新疆境内柽柳属植物的分布及群落特征，并对重点调查的塔里木河中游柽柳群落及刚毛柽柳盐淇群落特性进行详细描述。发现塔里木河中游怪柳随着地下水埋深的逐渐增加而表现出从繁茂到衰退到死亡这样一个生长规律，说明柽柳生存和发展总是与分布区的地下水位相联系，此外，怪柳群落与胡杨林一起构成了荒漠河岸林独特的景观；刚毛柽柳群落种类贫乏，根据种类组成及分布生境将刚毛柽柳群落划分为三大群丛组，而以刚毛柽柳为建群种构成的广裹盐漠属于比较脆弱的生态系统，仅具有相对稳定性。首次开展了柽柳科分子生态学研究。利用RAPD分析技术对新疆境内10个刚毛柽柳居群进行了遗传结构特征分析，认为刚毛柽柳遗传变异丰富，变异主要分布在居群间；维持刚毛柽柳遗传多态现象的机制主要是基因流的隔离；刚毛柽柳的繁育系统属于一种自交和不完全异交混合的交配类型。刚毛柽柳天然居群的遗传多样性丰富，遗传分化较大，反映了刚毛柽柳对环境广泛的适应性。

Study of normal and modified nucleosides in serum by RP-HPLC

Modified nucleosides derived predominantly from transfer ribonucleic acid (tRNA) have been studied as possible tumor markers. In this paper a reversed-phase high-performance liquid chromatographic (RP-HPLC) method has been applied to study 15 normal and modified nucleosides in serum. The nucleoside levels in normal human serum were established, and the concentrations of 15 nucleosides in serum from 19 cancer patients were determined, it was found that the concentrations of modified nucleosides were significantly higher in patient sera. Based on 15 nucleoside concentrations in serum, factor analysis could classify correctly 90% of cancer patients from the normal humans Further work showed that urine was slightly better than serum when determining nucleosides as biological marker candidates. More work is ongoing to determine the clinical usefulness of modified nucleosides as tumor markers.

The complete mitochondrial genome sequence of the cutlassfish Trichiurus japonicus (Perciformes: Trichiuridae) : Genome characterization and phylogenetic considerations

Mitochondrial genome sequence and structure analysis has become a powerful tool for studying molecular evolution and phylogenetic relationships. To understand the systematic status of Trichiurus japonicus in suborder Scombroidei, we determined the complete mitochondrial genome (mitogenome) sequence using the long-polymerase chain reaction (long-PCR) and shotgun sequencing method. The entire mitogenome is 16,796 by in length and has three unusual features, including (1) the absence of tRNA(Pro) gene, (2) the possibly nonfunctional light-strand replication origin (O-L) showing a shorter loop in secondary structure and no conserved motif (5'-GCCGG-3'), (3) two sets of the tandem repeats at the 5' and 3' ends of the control region. The three features seem common for Trichiurus mitogenomes, as we have confirmed them in other three T. japonicus individuals and in T nanhaiensis. Phylogenetic analysis does not support the monophyly of Trichiuridae, which is against the morphological result. T. japonicus is most closely related to those species of family Scombridae; they in turn have a sister relationship with Perciformes members including suborders Acanthuroidei, Caproidei, Notothenioidei, Zoarcoidei, Trachinoidei, and some species of Labroidei, based on the current dataset of complete mitogenome. T japonicus together with T. brevis, T lepturus and Aphanopus carbo form a clade distinct from Lepidopus caudatus in terms of the complete Cyt b sequences. T. japonicus mitogenome, as the first discovered complete mitogenome of Trichiuridae, should provide important information on both genomics and phylogenetics of Trichiuridae. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Identification of a novel DNA methyltransferase 2 from the brine shrimp, Artemia franciscana

DNA methyltransferase 2 (Dnmt2) is a dual-specificity DNA methyltransferase, which contains a weak DNA methyltransferase and novel tRNA methyltransferase activity. However, its biological function is still enigmatic. To elucidate the expression profiles of Dnmt2 in Artemia franciscana, we isolated the gene encoding a Dnmt2 from A. franciscana and named it as AfDnmt2. The cDNA of AfDnmt2 contained a 1140-bp open reading frame that encoded a putative Dnmt2 protein of 379 amino acids exhibiting 32%similar to 39% identities with other known Dnmt2 homologs. This is the first report of a DNA methyltransferase gene in Crustacean. By using semi-quantitative RT-PCR, A)Dnmt2 was found to be expressed through all developmental stages and its expression increased during resumption of diapause cysts development. Southern blot analysis indicated the presence of multiple copies of AfDnmt2 genes in A. franciscana. (C) 2007 Published by Elsevier Inc.

Complete mitochondrial genome of the Asian paddle crab Charybdis japonica (Crustacea: Decapoda: Portunidae): gene rearrangement of the marine brachyurans and phylogenetic considerations of the decapods

Given the commercial and ecological importance of the Asian paddle crab, Charybdis japonica, there is a clearly need for genetic and molecular research on this species. Here, we present the complete mitochondrial genome sequence of C. japonica, determined by the long-polymerase chain reaction and primer walking sequencing method. The entire genome is 15,738 bp in length, encoding a standard set of 13 protein-coding genes, two ribosomal RNA genes, and 22 transfer RNA genes, plus the putative control region, which is typical for metazoans. The total A+T content of the genome is 69.2%, lower than the other brachyuran crabs except for Callinectes sapidus. The gene order is identical to the published marine brachyurans and differs from the ancestral pancrustacean order by only the position of the tRNA (His) gene. Phylogenetic analyses using the concatenated nucleotide and amino acid sequences of 13 protein-coding genes strongly support the monophyly of Dendrobranchiata and Pleocyemata, which is consistent with the previous taxonomic classification. However, the systematic status of Charybdis within subfamily Thalamitinae of family Portunidae is not supported. C. japonica, as the first species of Charybdis with complete mitochondrial genome available, will provide important information on both genomics and molecular ecology of the group.

The complete mitochondrial genome of the mantid shrimp Oratosquilla oratoria (Crustacea: Malacostraca: Stomatopoda): Novel non-coding regions features and phylogenetic implications of the Stomatopoda

The complete mitochondrial (mt) genome sequence of Oratosquilla oratoria (Crustacea: Malacostraca: Stomatopoda) was determined; a circular molecule of 15,783 bp in length. The gene content and arrangement are consistent with the pancrustacean ground pattern. The mt control region of O. oratoria is characterized by no GA-block near the 3' end and different position of [TA(A)]n-blocks compared with other reported Stomatopoda species. The sequence of the second hairpin structure is relative conserved which suggests this region may be a synapomorphic character for the Stomatopoda. In addition, a relative large intergenic spacer (101 bp) with higher A + T content than that in control region was identified between the tRNA(Glu) and tRNA(Phe) genes. Phylogenetic analyses based on the current dataset of complete mt genomes strongly support the Stomatopoda is closely related to Euphausiacea. They in turn cluster with Penaeoidea and Caridea clades while other decapods form a separate group, which rejects the monophyly of Decapoda. This challenges the suitability of Stomatopoda as an outgroup of Decapoda in phylogenetic analyses. The basal position of Stomatopoda within Eumalacostraca according to the morphological characters is also questioned. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

单环刺螠线粒体全基因组及其系统发生研究

在分子系统发生学研究中，因为线粒体基因组相对于其他分子标记具有明显的优越性，所以线粒体基因组已经逐渐成为一个研究后生动物系统发生的基本工具。螠虫动物大约有150多种，因为它体节不分节，具有真体腔的和两边对称的特性，所以在传统分类学上，人们把螠虫动物归类为一个独立的门。然而，螠虫动物和环节动物门的关系一直以来存在着很多的争议。越来越多的形态学和分子数据证明，我们应该重新考虑螠虫动物门的独立地位的合理性，因为大量包括形态和分子方面的证据都表明螠虫动物门很有可能起源于类似环节动物的祖先。本研究利用线粒体基因组作为系统发生研究的工具，对这个问题进行了进一步的探索研究。我们对一种螠虫动物代表种---单环刺螠（Urechis unicinctus）的线粒体全基因组序列进行测定，单环刺螠线粒体基因组DNA的总长度为15,761 bp，A+T含量为61.9%，包含13个蛋白质编码基因，22个tRNA基因，2个核糖体RNA基因，1个长度为923 bp的非编码区，37个基因都编码在同一条链上。基因顺序排列和基于氨基酸序列构建的系统发生树两方面的证据都支持：螠虫动物可能起源于环节动物。

软体动物线粒体基因组学及分子系统发生研究

本研究以双壳纲、翼形亚纲、珍珠贝目、扇贝超科的栉孔扇贝(Chlamys farreri )、海湾扇贝(Argopecten irradians)和牡蛎超科巨蛎属(Crassostrea)的长牡蛎(C. gigas)、葡萄牙牡蛎(C. angulata)、熊本牡蛎(C. sikamea)、香港巨牡蛎(C. hongkongensis)和近江牡蛎(C. ariakensis)5种牡蛎及异齿亚纲、帘蛤目、帘蛤科的紫斑文蛤(Meretrix pethechialis)为研究对象，系统的研究了以上物种的线粒体基因组全序列的特点。并以线粒体12个蛋白质编码基因的序列，在氨基酸和核苷酸水平上构建了软体动物的分子系统发生树。本研究旨在为利用线粒体基因组全序列全面构建软体动物分子系统发生树，为软体动物的系统发生和进化研究提供一种新的思路和前期基础工作，本研究主要内容分为以下三个部分： 一、栉孔扇贝和海湾扇贝线粒体基因组序列分析及分子系统发生研究 采用Long-PCR技术扩增了栉孔扇贝和海湾扇贝线粒体全基因组，利用步移法结合文库构建的测序策略获得了线粒体基因组的序列。海湾扇贝线粒体全基因组长度为16,211 bp，栉孔扇贝接近全序列长度为20,789 bp。两个基因组都编码35个基因，包括12个蛋白质编码基因，2个rRNA和21个tRNA。与典型的动物线粒体基因组相比，两个基因组都缺少一个蛋白质编码基因atp8和2个trnS, 在海湾扇贝基因组中有1个trnF的重复，而在栉孔扇贝基因组中有1个trnM的重复。基因排列比较显示，尽管海湾扇贝、栉孔扇贝和巨扇贝分类学上属于同一扇贝科，但是它们的线粒体基因排列非常不同。在四种扇贝中，虾夷扇贝与栉孔扇贝的基因排列顺序非常相似；即使排除tRNA的比较，栉孔扇贝和海湾扇贝基因组仅仅共享三个小的基因块；而海湾扇贝与巨扇贝仅有一个相同的基因块。在所有的系统发生分析中，四种扇贝稳定的系统发生关系得到强有力的支持，海湾扇贝较其他三种扇贝较早的分化出来；栉孔扇贝比其他两种扇贝与虾夷扇贝亲缘关系更近。贝叶斯法和最大似然法分析都支持扇贝超科的单系发生。 二、巨蛎属牡蛎线粒体基因组全序列分析及分子系统发生研究 采用Long-PCR扩增技术和步移法结合文库构建的技术策略获得了巨蛎属C. gigas、C. angulata、C. sikamea、C. hongkongensis和C. ariakensis 5种牡蛎线粒体全基因组序列，并于GenBank已公布的美洲牡蛎C.virginica序列进行比较研究。C. gigas、C. angulata、C. sikamea、C. hongkongensis和C. ariakensis线粒体全基因组长度分别为18,225 bp、18,225 bp、18,243 bp、18,622 bp和18,414 bp，都长于C. virginica基因组17,244 bp的长度。本研究的5种牡蛎线粒体基因组都编码39个基因，包括12个蛋白质编码基因，2个rRNA和25个tRNA。与典型的线粒体基因组相比，都缺少一个蛋白质编码基因atp8，有trnM、trnK和trnQ 3个tRNA基因的重复，更特别的是基因组中的rrnL分为两段，这在其它线粒体基因组中未见报道，有一个重复的rrnS；而C. virginica基因组编码37个基因，与其他牡蛎相比，没有trnK和trnQ重复，只有一个rrnS。基因排列比较显示，巨蛎属的5种牡蛎C. gigas、C. angulata、C. sikamea、C. hongkongensis和C. ariakensis基因排列完全一致，而与C. virginica的基因排列相比仍然有较大的差别，有多个tRNA发生易位。系统发生分析显示，C. gigas和C. angulata首先聚在一起，然后与C. sikamea聚为一支。C. hongkongensis和C. ariakensis聚成一支。C. virginica为单独的一支。系统树清楚的显示出C. gigas和C. angulata以及C. hongkongensis和C. ariakensis非常近的亲缘关系，这也是长期以来，牡蛎分类学上的经典问题，有学者认为C. gigas和C. angulata为同一物种，线粒体基因组的数据显示C. gigas和C. angulata可能达到不同物种的差异。传统分类上的“近江牡蛎”的“白蚝”和“赤蚝”，线粒体序列差别明显，完全支持两种牡蛎新种名的制定。 三、紫斑文蛤线粒体基因组全序列分析及分子系统发生研究 采用Long-PCR扩增技术和步移法结合文库构建的技术策略获得了紫斑文蛤线粒体基因组全序列。该基因组全长19,567 bp，编码36个基因，包括12个蛋白质编码基因，2个rRNA和22个tRNA。与典型的线粒体基因组相比，缺少一个蛋白质编码基因atp8和1个trnS, 有1个trnQ基因的重复。基因排列比较显示，双壳类的基因排列在低的分类阶元时相对保守。在帘蛤科中，紫斑文蛤M. petechialis和菲律宾蛤仔V. philippinarum共享四个完全一致的基因块，两个大的基因块是cox1-L1-nad1-nad2-nad4L-I 和 cox2-P-cob-rrnL-nad4-H-E-S2-atp6-nad3-nad5，另两个小基因块只包括tRNA基因。在以氨基酸序列构建的分子系统树中，帘蛤科紫斑文蛤与菲律宾蛤仔首先聚在一起，然后，它们与A. tuberculata形成一个进化枝。这一枝与H. arctica结合起来，支持异齿亚纲单系发生。

Tandem duplication-random loss is not a real feature of oyster mitochondrial genomes

Duplications and rearrangements of coding genes are major themes in the evolution of mitochondrial genomes, bearing important consequences in the function of mitochondria and the fitness of organisms. Yu et al. (BMC Genomics 2008, 9: 477) reported the complete mt genome sequence of the oyster Crassostrea hongkongensis (16,475 bp) and found that a DNA segment containing four tRNA genes (trnK(1), trnC, trnQ(1) and trnN), a duplicated (rrnS) and a split rRNA gene (rrnL5') was absent compared with that of two other Crassostrea species. It was suggested that the absence was a novel case of "tandem duplication-random loss" with evolutionary significance. We independently sequenced the complete mt genome of three C. hongkongensis individuals, all of which were 18,622 bp and contained the segment that was missing in Yu et al.'s sequence. Further, we designed primers, verified sequences and demonstrated that the sequence loss in Yu et al.'s study was an artifact caused by placing primers in a duplicated region. The duplication and split of ribosomal RNA genes are unique for Crassostrea oysters and not lost in C. hongkongensis. Our study highlights the need for caution when amplifying and sequencing through duplicated regions of the genome.