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本文的研究内容之一是利用鸟类线粒体DNA中的细胞色素b(cytb)基因研究孔雀属的分子进化问题。孔雀属内已有一些针对某—亚种或种群的微卫星和RAPD方法研究,然而国内外尚未有报道基于DNA序列分析的针对整个孔雀属的分子系统学研究。本研究测定了中国分布的野生绿孔雀和人工驯养的蓝孔雀、杂色孔雀、杂交孔雀以及白孔雀共5个种或亚种或变种的个体的线粒体细胞色素b基因的长为1140bp的全序列。研究了其碱基组成及变异情况。结合GenBank中真绿孔雀亚种、非洲孔雀、原鸡以及鹑的线粒体细胞色素b(cytb)全序列,经Clustal w软件对位排列后,以原鸡、鹑和非洲孔雀为复合外类群根据单基因和合并序列分别用最大似然法、最大简约法邻接法和和贝叶斯法建立系统发生树。通过各系统树的比较总结,将孔雀属的6种(变种)鸟类的系统发生关系总结如下:((帝王孔雀,真绿孔雀),((蓝孔雀,杂交孔雀),(白孔雀,杂色孔雀)))。
线粒体DNA有降低其进化研究功能的缺点。如在低分歧层次时碱基置换的饱和。另外,它还有很强的密码偏倚性。这两点会造成系统发生信号的减弱,特别是在远古动物进化史的研究方面。在研究分子进化中必须要面对的是:在不同的情况下,到底需要什么样的基因、多少基因、多少序列去作为研究材料才能高效并准确的研究系统发生。这个取决于基因对碱基置换模式及速率的影响。比如说碱基组成、转换—颠换频率、替换矩阵的结构等。测序技术的改良和核基因分子标记的应用非常重要。C-mos是一种核基因,由于其为单拷贝,无内元,全长约1 kb,便于从基因组中扩增并测序,可度量中等分类阶元间的亲缘关系,目前主要应用于爬行类和鸟类的系统发生研究中。
鹳形目鸟类和雁形目鸟类的传统分类一直存在分歧,而近期的分子系统学研究大多只用单个基因,其结论的可信度需要进一步验证。对于鹳形目,本研究通过核c-mos基因和线粒体12S rRNA基因序列分别和合并分析,采用分子系统学方法探讨了鹳形目6科12种鸟类的系统发生关系。文中测出鹳形目6种鸟类核c-mos基因的片断序列,结合来自GenBank的其他种类的c-mos和12S rRNA基因序列,分别经Clustal W软件对位排列后,以原鸡为外类群根据单基因和合并序列分别用最大似然法、最大简约法、邻接法和和贝叶斯法建立系统树。系统树分析表明,鹳形目6科之间的系统发生关系总结为:(鹭科,((鹃科,美洲鹫科),(鹳科,(鲸头鹳科,锤头鹳科))))。鹭科7个属之间的系统发生关系总结为:(麻(瑦)属(夜鹭属(池鹭属(苍鹭属(中白鹭属(白鹭属,大白鹭属))))))。对于雁形目,本研究通过核c-mos基因和线粒体12S rRNA基因序列分别和合并分析及cytb基因序列分析,采用分子系统学方法探讨了雁形目3科17种鸟类的系统发生关系。本研究测出雁形目9种鸟类核c-mos基因的片断序列,结合来自GenBank的其他种类的c-mos、12S rRNA和cytb基因序列,经Clustal W软件对位排列后,以原鸡为外类群根据单基因和合并序列分别用最大似然法、最大简约法、邻接法和贝叶斯法建立系统树。通过各系统树的比较总结,雁形目各科间的关系为:(雉科(叫鸭科(雁鸭科,鸭科)));鸭科中各属间的关系为:(树鸭属(雁属(潜鸭属(鸳鸯属,鸭属))));鸭属中各种间的关系为:((花脸鸭,琵嘴鸭),((绿翅鸭(绿头鸭,斑嘴鸭)),((针尾鸭(罗纹鸭,赤颈鸭))))。
Beagle犬作为实验动物已经在新药安全评价、药理、毒理、转基因产品安全性、环境检测等方面被大量使用并取得良好效果。所以非常有必要对该犬进行分子背景研究,即在分子水平对其标准化,以期建立一套针对Beagle犬的分子数据库。而线粒体基因组进化速度比核基因组快5-10倍。能帮助快速、准确地检测重要动物。本研究是广东省科技计划项目内容之一,因此对我国实验用Beagle犬标准化、基因监控和种子库的建立都具有十分重要的意义,将在推动我国实验动物分子生物学方面的研究上具有理论和实践意义。尽管很多动物包括一条韩国家犬的线粒体基因组全序列已经被报道,关于实验动物Beagle犬的线粒体基因组报道还没有。本文测定了犬种七个不同品种的线粒体DNA细胞色素b基因片段的序列以及它们的控制区全序列,并在七种犬之间进行了比较。探索种间差异的鉴定,尤其是尽量精确地确定Beagle犬的进化地位。
本文利用已发表的动物线粒体全基因组序列设计了23对引物进行PCR扩增、测序、拼接,得到该犬线粒体基因组全序列;并详细的研究了Beagle犬线粒体DNA控制区序列,以期建立该犬特有的分子信息库。
通过测序得到Beagle犬线粒体全基因组序列(16,756bp),该序列与家犬有99.6%的相似性,且已被GenBank收录(编号:AY729880),由于在控制区中有不同数量的重复片段,该总长度并不是绝对的。借助生物学软件,分析了基因组结构、组成以及密码子使用,L-链碱基组成为:A,31.61%:C,25.50%:G,14.17%:T,28.72%:A+T,60.33%:G+C,39.67%。最常用起始密码子为ATG,有十个基因使用。同时对全序列所编码的基因进行了定位:包括22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个编码蛋白基因和一个控制区。最后进行了限制性内切酶图谱的初步研究。
通过设计PCR引物进行扩增,得到了Beagle犬线粒体DNA控制区的全序列(1292bp)。虽然,线粒体控制区不具有编码功能,但是研究发现:该区对于线粒体基因组复制、表达起着关键作用,因为有很多调控元件都定位在此区,如:末端终止序列,中央区域,重复序列,保守区,重链启始区,重链启动区,轻链启动区,而且,这些元件都具有自己特征性的碱基序列,本文的研究结果有助于识别这些调控元件的核苷酸序列。同时,通过检索EMBL数据库,本研究分析了几种不同目动物线粒体DNA控制区中存在的重复序列,结果发现几乎每个目有自己不同的重复序列,在本实验结果中也得到证明:犬科动物线粒体DNA控制区也具有特异的重复序列,多次实验得到相同结果,因此认为:可以用这种特异的重复序列作为一种初步鉴定犬科的分子标记,特别是用于实验动物Beagle犬。
本研究以SD大鼠颅骨成骨细胞为研究对象,建立了NaF诱导的SD大鼠成骨细胞体外培养凋亡模型,利用Hoechst33342染色、凋亡DNA抽提、琼脂糖凝胶电泳、流式细胞技术、激光共聚焦显微技术等方法,分别从形态学和生物化学两方面检测了NaF对成骨细胞的影响,并尝试探讨了NaF发挥诱导凋亡作用的临界浓度。研究结果显示,当培养液中NaF终浓度达到3 x 10-3mol/L时,成骨细胞开始出现典型的凋亡特征。其中包括形态学方面,细胞核凝聚且边缘化,并产生凋亡小体;生物化学方面,凋亡细胞DNA片断化,电泳条带呈“梯状”分布;最后利用流式细胞术证实,在此浓度下89.39%的NaF共培养细胞出现了不同程度的凋亡,细胞凋亡率显著提高。综合各项检测结果及指标可得结论,终浓度为3×10-3mol/L的NaF对体外培养的SD大鼠颅骨成骨细胞具有明显的诱导凋亡作用。在此模型基础上,提取的各剂量组细胞线粒体DNA并没有显示出大片段缺失。其量的变化主要是由细胞数量的多少而引起。