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捕食线虫真菌cox1基因的异质性及线粒体基因组动态分析

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捕食线虫真菌cox1基因的异质性及线粒体基因组动态分析

作者：李烁烁云南大学

学位级别：硕士

捕食线虫真菌(Nematophagous Fungus,NF)少孢节丛孢Arthrobotrys oligospora是子囊菌中的一个食肉性丝状真菌,他们可以产生一种被称为捕器的特化菌丝,通过机械或酶的作用杀死线虫,该类真菌对寄生线虫的生物防治和NF的进化具有很大的研... 详细信息

捕食线虫真菌(Nematophagous Fungus,NF)少孢节丛孢Arthrobotrys oligospora是子囊菌中的一个食肉性丝状真菌,他们可以产生一种被称为捕器的特化菌丝,通过机械或酶的作用杀死线虫,该类真菌对寄生线虫的生物防治和NF的进化具有很大的研究意义。线粒体基因细胞色素C氧化酶亚基I基因(cytochrome coxidase subunit I gene,cox1)已作为生物分子条形码应用于动物的物种鉴定,然而该基因在真菌物种鉴定中却备受争议。课题组前期对NF系统发育研究发现cox1基因构建的系统发育树出现聚类混乱的现象。为了分析导致这种现象的原因,从cox1基因本身的特征出发,发现该基因存在异质性。本研究主要从单孢代系出发,分析A.oligospora的cox1基因异质性发生的程度范围,存在的规律,以及可能的原因。并且从线粒体基因组水平出发与其它线粒体基因比较,进一步研究该基因是否存在其它特殊的特征,分析这些特征与异质性发生的关系。主要结果如下:1.从原始菌株YMF1.03037中挑取10个单孢作为第一代,再从第一代的每一个单孢菌株中分别挑取5个单孢共计50个作为第二代,同样的操作从第二代中挑取250个作为第三代。由于挑取单孢成功率低且cox1基因目的片段扩增效率低的原因,最后可用于后续分析的序列只有110条,不过这110条满足第一代有5个单孢,且第二三代的每一代都有从第一代每个单孢菌株中分别挑取3个单孢的条件。2.从三代单孢菌株序列比对来看,单核苷酸多态性(SNP)稳定的存在于每一代的单孢菌株中,这种单个碱基的变异也是异质性的一种表现形式。遗传多样性和等位基因频率分布表明,随着代数的增加F3表现出更高的杂合性,并且平均非等位基因数更高,可见在挑取单孢的过程中异质性的程度没有被“稀释”。同样,核酸多样性变化规律分析中,F3也表现出更高的遗传多样性。3.单倍型分布表明代系间和家系内共享单倍型的事件很少发生,只有2,25,252,253这一同一家系的小分支拥有相同的单倍型,目前不能确定单倍型是否在代系之间遗传。但F3内发生了频繁的单倍型共享事件,表明经过更多的代数后有新单倍型出现的同时,单孢菌株之间共享单倍型的事件也会经常发生。遗传结构分析显示遗传分化主要来自代系内的个体差异,且代系内的的遗传变异比家系内的遗传变异大,但并未呈现独特的遗传结构。4.通过SNP位点间重组分析和连锁不平衡分析发现异质性是由基因重组导致的,这种重组可能是在生殖细胞形成的过程中就已经发生。5.经线粒体基因组比较分析后发现,与其它线粒体基因相比cox1基因表现出基因片段长度大,内含子数目多,内含子动态分布具有多样性,遗传分化和进化速率快的特征。变异和进化速率分析显示,cox1基因长度变化最大,表明该基因存在频繁的碱基变化。另外,遗传距离分析中cox1基因的遗传距离最大,表明该基因具有较高的突变率、不保守。这两个特征可能与该基因不适宜作为真菌分子条形码有关,因为较高的突变率会导致物种分类过程中被错误的评估。此外,频繁的突变率也可能会导致“微观异质性”或“宏观异质性”。6.cox1基因的其它特征,如内含子数目多,但不与内含子长度和基因组大小有关,与基因组大小密切相关的内含子的长度等,表明内含子频繁发生插入/缺失的情况。内含子动态分布差异大的特点暗示了捕食真菌在进化过程中发生内含子的丢失/增加。

关键词： cox1基因异质性单孢菌株内含子单核苷酸多态性

基于核糖体DNA ITS区和cox1基因鉴别华支睾吸虫囊蚴

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2014年第3期32卷 217-220页

作者：杨庆利申继清蒋智华杨益超李红梅陈颖丹周晓农中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所、卫生部寄生虫病原与媒介生物学重点实验室、世界卫生组织疟疾、血吸虫病和丝虫病合作中心上海200025 广西壮族自治区疾病预防控制中心南宁530028 广西医科大学寄生虫学教研室南宁530021

目的基于核糖体DNA ITS区和cox1基因,PCR鉴别鱼体内华支睾吸虫囊蚴。方法于2013年5月底采集广西横县某水库的麦穗鱼,用消化法从鱼肉组织中分离单个华支睾吸虫囊蚴及其他吸虫囊蚴;PCR检测华支睾吸虫核糖体DNA ITS区和cox1基因,并分析检... 详细信息

目的基于核糖体DNA ITS区和cox1基因,PCR鉴别鱼体内华支睾吸虫囊蚴。方法于2013年5月底采集广西横县某水库的麦穗鱼,用消化法从鱼肉组织中分离单个华支睾吸虫囊蚴及其他吸虫囊蚴;PCR检测华支睾吸虫核糖体DNA ITS区和cox1基因,并分析检测的灵敏性和特异性。结果分离到不同发育阶段的华支睾吸虫囊蚴并经PCR检测证实。用针对核糖体DNA ITS区和cox1基因的PCR均能检测到单个华支睾吸虫囊蚴DNA,其特异性扩增条带大小分别为437/549、156/249和195/166 bp。用核糖体DNA ITS1和ITS2区的通用引物和特异性引物扩增华支睾吸虫囊蚴DNA的阳性数之比分别为0.905和0.952。针对cox1基因的特异性扩增均检测到目标DNA,并且扩增条带较亮。用该方法对其他吸虫囊蚴检测的对比试验显示特异性引物均未出现任何非特异性扩增反应;用ITS区通用引物检测其他吸虫囊蚴则显示出严重的非特异性扩增反应。结论通过形态观察结合PCR法识别出了不同发育阶段的华支睾吸虫囊蚴。用华支睾吸虫核糖体DNA ITS区的特异性引物进行PCR检测的灵敏性和特异性均优于相应通用引物。针对cox1基因的特异性PCR检测的灵敏性和特异性与核糖体DNA ITS区的检测结果相当。

关键词：华支睾吸虫囊蚴 ITS区 cox1基因 PCR

青海地区多房棘球绦虫和石渠棘球绦虫遗传分化特征

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年第3期 309-315页

作者：付永张海宁陈旺开师正合张学勇郭志宏朵红沈秀英孟茹李志青海大学畜牧兽医科学院青海省动物疾病病原诊断与绿色防控技术研究重点实验室青海大学附属医院西宁市动物疫病预防控制中心

目的对青海地区多房棘球绦虫和石渠棘球绦虫遗传分化特征进行分析，为青海省棘球蚴病的防控提供理论依据。方法在玉树、果洛、黄南藏族自治州等棘球绦虫主要自然疫源地捕捉小型哺乳动物，剖检采集包囊，提取包囊组织基因组DNA,PCR扩... 详细信息

目的对青海地区多房棘球绦虫和石渠棘球绦虫遗传分化特征进行分析，为青海省棘球蚴病的防控提供理论依据。方法在玉树、果洛、黄南藏族自治州等棘球绦虫主要自然疫源地捕捉小型哺乳动物，剖检采集包囊，提取包囊组织基因组DNA,PCR扩增细胞色素氧化酶1 (cox1)基因并测序，运用DnaSP v6、Iqtree、BEAST v2.7.4等软件进行单倍型分析、核苷酸多态性分析、系统进化树构建及棘球绦虫属分化时间估算。结果从2 864只小型哺乳动物中共获得55份棘球蚴包囊。55份包囊DNA样品均扩增出长度约800 bp的cox1条带，其中37份为多房棘球绦虫，18份为石渠棘球绦虫，青海田鼠多房棘球蚴患病率为1.96%(37/1 884)，高原鼠兔石渠棘球蚴患病率为1.84%(18/980)。37条多房棘球绦虫cox1序列共有单倍型5个，以EmH3单倍型为主（占33/37），单倍体多样性指数为0.207，核苷酸多样性指数为0.033 55，共有156个变异位点。18条石渠棘球绦虫cox1序列共有单倍型8个，以EsH2单倍型为主（占8/18），单倍型多样性指数为0.778，核苷酸多样性指数为0.060 52；共有14个变异位点。多房棘球绦虫和石渠棘球绦虫的13个单倍型上传GenBank，单倍型EmH1～EmH5的登录号依次为OR821706、 OR821707、 OR830343、 OR830344、 OR826123, EsH1～EsH8登录号依次为OR835156、 OR835157、OR830376、OR830378、OR831110、OR875250、OR835161、OR841080。系统进化树分析显示，多房棘球绦虫的5个单倍型与多房棘球绦虫亚洲株聚为一支，石渠棘球绦虫的8个单倍型与GenBank中的石渠棘球绦虫聚为一支。基于cox1基因的分化时间结果显示，细粒棘球绦虫、多房棘球绦虫、石渠棘球绦虫、少节棘球绦虫和伏氏棘球绦虫的共同祖先存在于约5.67百万年前（Mya）(95%CI:4.72～6.66 Mya)，细粒棘球绦虫、石渠棘球绦虫和多房棘球绦虫的平均分化时间约为2.02 Mya (95%CI:1.51～2.49 Mya)。结论青海地区多房棘球绦虫和石渠棘球绦虫具有较高的遗传多样性，其中多房棘球绦虫以EmH3单倍型为主，石渠棘球绦虫以EsH2单倍型为主。

关键词：多房棘球绦虫石渠棘球绦虫单倍型 cox1基因系统发育分析分化时间

黄河宁夏段黄河鮈群体的遗传多样性与系统发育分析

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基因组学与应用生物学 2024年

作者：王吉祥刘凯王永杰刘彦斌刘嘉成肖伟王彩雯王玉涛连总强甘肃农业大学动物科学技术学院宁夏渔业工程技术研究中心中国水产科学研究院黑龙江水产研究所宁夏回族自治区水产研究所喀什大学生命与地理科学学院

为科学评估黄河鮈( Gobio huanghensis )种质资源状况，进一步加强其种质资源保护工作，本研究在连续3年开展黄河宁夏段资源调查的基础上，同期定点采集青铜峡坝上南长滩村、余丁乡和坝下梅家湾村、月牙湖乡、红崖子乡等5个不同地理群... 详细信息

为科学评估黄河鮈( Gobio huanghensis )种质资源状况，进一步加强其种质资源保护工作，本研究在连续3年开展黄河宁夏段资源调查的基础上，同期定点采集青铜峡坝上南长滩村、余丁乡和坝下梅家湾村、月牙湖乡、红崖子乡等5个不同地理群体样本，基于线粒体cox1基因序列及生物信息学分析探讨其遗传多样性和系统发育关系。研究结果表明：在长度为1 428 bp的cox1基因序列区域共检测到162个多态位点，界定了26个单倍型；5个群体中除南长滩群体具有“低Hd低Pi”( Hd: 0. 468 ; Pi: 0. 00062 )特点外，其余群体均呈现出“高Hd高Pi”( Hd: 0.721 ～ 0.840 ; Pi: 0.00918 ～ 0. 03588 )的分布特点，且青铜峡坝上与坝下群体间具有显著的遗传分化( P 基因交流，以有效恢复和保护黄河鮈这一珍贵种质资源。

关键词：黄河宁夏段黄河鮈(Gobio huanghensis) cox1基因遗传多样性系统发育

尖孢镰刀菌cox1基因的克隆与生物信息学分析

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安徽农学通报 2023年第15期29卷 110-113页

作者：田雨纯赵丹晋中信息学院山西太谷030800

尖孢镰刀菌可引起豆科、葫芦科、茄科等100多种植物发生根腐病、茎腐病、茎基腐病等病变,本试验对尖孢镰刀菌cox1基因进行克隆,并对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,为进行感染尖孢镰刀菌的鉴定提供理论基础。结果表明,尖孢镰刀菌cox... 详细信息

尖孢镰刀菌可引起豆科、葫芦科、茄科等100多种植物发生根腐病、茎腐病、茎基腐病等病变,本试验对尖孢镰刀菌cox1基因进行克隆,并对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,为进行感染尖孢镰刀菌的鉴定提供理论基础。结果表明,尖孢镰刀菌cox1基因大小为1590 bp,编码530个氨基酸序列,理论等电点为8.46,具有疏水性,存在12个跨膜区域,不存在信号肽,二级结构中α-螺旋含量占比较高,为55.66%,三级结构预测结果与二级结构预测占比一致,进化上与轮枝镰刀菌位于一个分支,同源性较高。该结果为植物真菌病害的鉴定与防治提供了新线索。

关键词：尖孢镰刀菌 cox1基因生物信息学

基于线粒体cox1基因序列云南省大理白族自治州亚洲带绦虫遗传多样性分析

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河南预防医学杂志 2022年第12期33卷 927-930页

作者：陈远腾赵俊杰张莉庄尔俊蔡倩文李海龙董玲大理大学基础医学院云南大理671000 云南省滇西抗病原植物资源筛选研究重点实验室

目的了解云南省大理白族自治州亚洲带绦虫的群体结构。方法对从大理白族自治州大理市、弥渡县、洱源县和漾濞彝族自治县采集的66份亚洲带绦虫样品,利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增其cox1基因部分序列。使用DNASP 5.10.01和MEGA 7.0等... 详细信息

目的了解云南省大理白族自治州亚洲带绦虫的群体结构。方法对从大理白族自治州大理市、弥渡县、洱源县和漾濞彝族自治县采集的66份亚洲带绦虫样品,利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增其cox1基因部分序列。使用DNASP 5.10.01和MEGA 7.0等软件对所得序列进行分析,得到片段碱基含量、遗传距离以及遗传多样性参数等数据,并通过构建系统发育树的方式,结合遗传多样性数据进行分析。结果获得的66条亚洲带绦虫cox1基因片段大小均为510 bp,共有89个变异位点,平均A、T、C、G的碱基含量分别21.3%、48.4%、10.0%和20.3%;比对发现,66条基因序列共形成21个单倍型,核酸多样性和单倍型多样性分别为0.0844和0.839;总群体Tajima′s D检验值为显著负值;遗传距离为0.00066~0.08785,大理市群体与漾濞县群体之间的遗传距离最大。结论大理白族自治州亚洲带绦虫线粒体cox1基因具有丰富的遗传多样性,本研究为亚洲带绦虫的遗传多样性研究提供了基础数据。

关键词：亚洲带绦虫 cox1基因遗传多样性云南省

尖孢镰刀菌cox1基因的生物信息学鉴定及克隆

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河北农业 2023年第9期 73-77页

作者：田雨纯赵丹晋中信息学院

尖孢镰刀菌可引起豆科、葫芦科、茄科等100多种植物发生根腐病、茎腐病、茎基腐病等病变,试验对尖孢镰刀菌cox1基因进行克隆,并对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,为进行感染尖孢镰刀菌的鉴定提供理论基础。结果表明,尖孢镰刀菌cox1... 详细信息

尖孢镰刀菌可引起豆科、葫芦科、茄科等100多种植物发生根腐病、茎腐病、茎基腐病等病变,试验对尖孢镰刀菌cox1基因进行克隆,并对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,为进行感染尖孢镰刀菌的鉴定提供理论基础。结果表明,尖孢镰刀菌cox1基因大小为1593bp,编码530个氨基酸序列,理论等电点为8.46,具有疏水性,存在12个跨膜区域,不存在信号肽,二级结构中α-螺旋含量占比较高为55.66%,三级结构预测结果与二级结构预测占比一致,进化上与轮枝镰刀菌位于一个分支,同源性较高,该结果为植物真菌病害的鉴定与防治提供了新线索。

关键词：尖孢镰刀菌 cox1基因生物信息学

结膜吸吮线虫形态学鉴定及基于cox1基因的系统发育分析

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基因组学与应用生物学 2018年第2期37卷 704-709页

作者：王雨璇刘钰婷徐琨尧马元芬张露菲郑明辉刘晖遵义医学院遵义563000 遵义医学院形态学实验室遵义563000 遵义医学院寄生虫学教研室遵义563000

对从贵州省正安县不同乡镇的结膜吸吮线虫（T.cp）感染者中获得多条虫体进行形态学鉴定,并对其线粒体cox1基因进行测序,结合Gen Bank上5条同源序列,对不同地域的8个个体进行了系统发育分析。结果显示正安县T.cp感染者眼部分离的虫体在... 详细信息

对从贵州省正安县不同乡镇的结膜吸吮线虫（T.cp）感染者中获得多条虫体进行形态学鉴定,并对其线粒体cox1基因进行测序,结合Gen Bank上5条同源序列,对不同地域的8个个体进行了系统发育分析。结果显示正安县T.cp感染者眼部分离的虫体在光镜下形态特征与其他地区虫体特征基本一致,进一步HE染色发现显示其体壁由角皮层、皮下层和纵肌层组成,为多肌型线虫;而正安小雅、桴焉、碧峰3个相邻乡镇样本cox1基因序列同源性为100%,与罗马尼亚（KP087796.1）、塞尔维亚（KJ433983.1）结膜吸吮线虫cox1基因序列在同一分支;而安常、新洲样本与日本Oita（AB538283.1）样本亲缘关系较近。因此,cox1基因在不同地域来源结膜吸吮线虫间则存在一定种内和地域差异,可作为不同地域来源的亚种结膜吸吮线虫种群遗传变异的有效分子标记。

关键词：结膜吸吮线虫形态学 cox1基因系统进化

青海省细粒棘球蚴线粒体cox1基因和nad1基因多态性的研究

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中国兽医科学 2014年第12期44卷 1251-1256页

作者：马睿麟娄忠子李立胡广卫赵全邦沈艳丽闫鸿斌张向乐殷宏蔡金山贾万忠青海省动物疫病预防控制中心青海西宁810008 中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原生物学国家重点实验室甘肃省动物寄生虫病重点实验室农业部兽医公共卫生重点实验室中国农业科学院人兽共患病重点实验室甘肃兰州730046 江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心江苏扬州225009

分析了采自青海省7个县共19个细粒棘球蚴分离株样品的nad1基因和cox1基因核苷酸序列的多态性和单倍型。结果显示,18个细粒棘球蚴分离株属于G1型,1个分离株属于G3型。G1型分离株可根据nad1基因和cox1基因的核苷酸序列变异分为不同的单倍... 详细信息

分析了采自青海省7个县共19个细粒棘球蚴分离株样品的nad1基因和cox1基因核苷酸序列的多态性和单倍型。结果显示,18个细粒棘球蚴分离株属于G1型,1个分离株属于G3型。G1型分离株可根据nad1基因和cox1基因的核苷酸序列变异分为不同的单倍型,其中nad1基因的单倍型共有5种,变异位点只有5个,单倍型序列之间碱基差异1~4个,变异率达0.45%;而cox1基因的单倍型共有9种,涉及变异位点共27个,单倍型序列之间碱基差异1~11个,变异率达0.68%。突变碱基多位于密码子第3位碱基上,属于同义突变。cox1基因的多态性比nad1基因的多态性丰富。用于细粒棘球蚴G1型内分离株之间核苷酸多态性的分析则分辨率相对较高。上述研究结果为进一步开展棘球蚴病分子流行病学调查积累了数据。

关键词：细粒棘球蚴青海省 cox1基因 nad1基因基因型单倍型单核苷酸多态性