鱼类线粒体DNA
长江口鲚属鱼类线粒体DNA控制区结构分析

C A A C C T A C C C B : G C A C C G A 仅有 9个 多态 位点 和 8个 信息 位点 。研 究 表 明 S 2: A C C C T C C C, S 3 T T A A C C A A,
Dlo 区的序列变异 主要来 自终止序列 区。 — p o 关键 词 : 鲚属鱼类 ; 线粒体控制 区;序列长度异质性 ; 长江 口
( .bah g ah s o1 7 p( .m s s ,a dtot e o e un el gh 13 p ad 17 p C rcy n tu)t 3 2b C yt ) n w y s f q ec e ts( 2 3 b n 2 1b ) u p s n
we e f u d b t n C.n s sn s sa d C. n s s t hu n i. Ho v r t r r n y 3 % i d v d as wih r 0 n oh i a u a u n a u ai e ss we e he ewe e o l 3 n i i u l t
Ab ta t We d tr n d 2 DN o to e in ( lo sr c : eemie mt A cnrlr go D— p)s q e c so re C i i p ce n Ya gz I o e u n e ft e ola s e isi n te h l
包 含 10 4 个多态位点和 9 个系统发育信息位点 , 占整个 Dl p区相应 位点 的 8.%和 7.%。中央 保 7 分别 —o o 09 89
息位 点 来 自该 区。在 保 守 区 识 别 了 C B 、 S 2和 C B , 列 为 C B :T . T G A A TA A A S 1CB S3 序 S 1 FA A A G —— c T A,
鱼类线粒体基因组研究进展

线粒体基因组最新进展
成功测序出古代野牛的线粒体DNA 最近,爱尔兰和英国的科学家利用6,700年前 的古代野牛的前肢骨骼样本,成功地测序出完 整的线粒体DNA基因组序列。都柏林大学的研 究人员利用一种最近开发出来的DNA测序技术 从野牛的骨骼中提取出大量的遗传信息。虽然 线粒体DNA基因组序列为母系遗传,但研究人 员希望下一步研究能够完整地获得野牛的核 DNA基因组。
线粒体基因组最新进展
创建出细胞线粒体蛋白清单 由美国麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究院、 哈佛大学医学院和马萨诸塞州总医院的科学家 组成的联合研究小组,创建了迄今为止最全面 的细胞线粒体的“组件清单”—— 包含近 1100个蛋白质的数据库。通过对这一重要资源 的挖掘研究,科学家不仅对几种关键蛋白质的 生物角色和进化历史有了深入的理解,而且确 认了一种新的蛋白质编码基因的突变,这个突 变会导致致命的线粒体疾病。
1.分子较小 2.编码效率高 3.拷贝数多 4.进化速度快 5.解码体系简单 6.核质互作 7.异质性 8.多态性 9.母系遗传
To be continued...
线粒体基因组大小
mtDNA的遗传学特征
1. mtDNA具有半自主性 2. mtDNA的遗传密码与通用密码不同 mtDNA的UGA编码色氨酸,而非终止信号。其 tRNA的通用性较强,22个tRNA可识别48个密码子。 3. mtDNA为母系遗传 4. mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过复制分离 5. mtDNA的杂质性与阈值效应 6. mtDNA的突变率和进化率极高
研究现状
1. 2. 3. 4.
动物线粒体基因组与变异
控制区串联重复元件的变异 基因重复 基因重叠与基因间隔区大小的差异 基因缺失和增加
鱼类线粒体 (1)

文献综述题目:鱼类线粒体及线粒体控制区的研究进展沈阳农业大学学士学位论文文献综述鱼类线粒体及线粒体控制区的研究进展摘要:线粒体DNA是动物体内唯一发现的核外遗传物质。
与其他动物相同,鱼类线粒体全长约16.5kbp 左右,分为编码区和非编码区两大部分,编码区编码37个基因,非编码区即线粒体基因组的控制区(也称D-loop),其碱基替换率比线粒体DNA其它区域高5-10倍,遗传上是高变区。
遗传学上可根据线粒体控制区的特点和特性,可利用限制性酶切片段长度多态性技术(RFLP)、PCR技术和测序技术等方法分析物种的遗传多样性和其分类地位。
线粒体DNA控制区序列在研究鱼类种内遗传分化中具有重要意义,为传统鱼类形态学分类提供了分子生物学证据,为地质演化和鱼类进化的关系提供论据,为物种保护和渔业管理提供科学理论基础。
关键字:鲢鱼;线粒体DNA;D-loop区;分类地位几乎所有的脊椎动物的细胞中都含有线粒体(mitochondria)这种细胞器,它自身携带DNA,可自我复制、表达,并有核基因编码的蛋白质和酶从细胞质输入线粒体,共同完成生物氧化的理功能。
动物的线粒体DNA(mtDNA)是共价闭合的双链DNA,其基因结构简单,一级结构的碱基突变率高。
近年来,随着DNA序列分析、限制性酶切片段长度多态性技术(RFLP)及PCR技术的应用和发展,mtDNA在动物起源、种群分化与系统发生、分类及遗传瓶颈效应等方面取得了重要进展。
1 线粒体概述与其他动物相似,鱼类线粒体基因组的长度大多在15-20kb左右,环状双链,根据碱性氯化铯密度梯度离心中双链密度不同分为重链(H链)和轻链(L链),由2个rRNA 基(16S rRNA、12S rRNA)、22 个tRNA基因、控制区(D-Loop环区)和轻链复制起始区和13个疏水蛋白质基因。
13个蛋白质因是细胞色素b(Cyt b)基因,2个ATP酶的亚基,3个细胞色素c(Cyt c)氧化酶的亚基(COI,COII,COIII),7个NADP还原酶的亚单位(ND1、ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6),除一个蛋白质基因(ND6)和8个tRNA基因由L链编码外,其余的大部分基因都由H链编码[1]。
鲤科鲌属药用鱼类线粒体-I-COI-/I-基因的DNA条形码研究

鲤科鲌属药用鱼类线粒体COI基因的DNA条形码研究目的:采用线粒体COI基因序列研究我国长江流域不同地区鲤科鲌属药用鱼类的遗传特征,探讨利用该基因片段作为鲌属药用鱼类鉴定条形码的适用性。
方法:扩增鲌属药用鱼类的线粒体COI基因序列5′端并进行测序,分析不同药用鱼类种内和种间的遗传变异,构建聚类树,探讨该序列片段在鲌属药用鱼类中进行鉴定的可行性。
结果:鲌属药用鱼类COI基因片段的碱基组成中A+T碱基量明显高于G+C 量,96%的遗传变异均发生在编码区密码子第3位点,但所有翻译后氨基酸组成均相同,表明COI基因编码在鲌属鱼类中的保守性;鲌属药用鱼类的种内遗传距离均小于1%,种间遗传距离大于10倍的种内距离;NJ聚类树显示所有鲌属鱼类聚成独立的一支,其属内不同鱼种的个体又分别聚成独立的分支,不同分支具有较高的节点支持率。
结论:鲌属4种药用鱼类的DNA分类与形态学分类结果一致,COI条形码序列能够对鲌属鱼类进行有效的区分。
标签:DNA条形码;COI基因;药用鱼类;鲌属动植物药是我国中药的物质资源,生药品种的真实性不仅直接影响到药材质量的稳定性和生产的正确性,同时也影响到临床用药的安全稳定。
因此,生药真伪优劣的鉴别已成为中药事业发展的关键。
传统的鉴定方法,即感官评价、显微鉴定和理化鉴定均存在不同程度的局限性,而分子鉴定则为中药的快速和准确鉴定带来了新的契机[1,2]。
DNA条形码(DNA barcoding)技术的出现为药用动植物的鉴定带来了新的方法,它不再局限于生物的形态、性状和发育历期,而是利用一个或少数几个DNA片段对地球上现有物种进行识别和鉴定[3]。
该方法可为生药品种的确定和质量标准的制订提供准确的科学依据。
鲌属鱼类隶属于鲤形目Cypriniformes鲤科Cyprinidae,在我国广泛分布于江河、湖泊、水库等各种水系,是我国内陆天然水域中重要的经济鱼类之一[4]。
现知鲌属鱼类有9个种和亚种[4],本属的翘嘴鲌Culter alburnus是重要的药用鱼类,具有开胃健脾,行水之功能,主治胃气不舒、水肿等症,其同属的其他4种鲌也具有相似的药用功效[5]。
乌鳢、斑鳢及杂交种线粒体DNA全序列分析及杂种鉴定

乌鳢、斑鳢及杂交种线粒体DNA全序列分析及杂种鉴定乌鳢(Channaargus)和斑鳢(Channamaculata)是我国重要的土著鱼类品种,同属鲈形目(Perciformes)、鳢亚目(Channoidei)、鳢科(Channidae)、鳢属(Channa)。
乌鳢和斑鳢出肉率高,味道鲜美,肉质细腻,营养价值高,深受国内及港澳市场和东南亚各国的欢迎。
并且它们对环境的要求不高,适应能力强,能实现高密度养殖,使得鳢科鱼类在水产养殖产业中越来越重要。
在生产养殖实践中,人们将乌鳢与斑鳢杂交获得了杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂和乌鳢♀×斑鳢♂),杂交鳢在养殖生产中表现出良好的杂种优势。
由于杂交种具有优秀的养殖经济性能,养殖户更愿意选择杂交种进行养殖。
目前杂交鳢占了鳢科鱼类养殖量的绝大部分,成为鳢科中主要的养殖品种。
杂交种在实践生产中表现出优于亲本的性状,并且两杂交种之间也存在生长上的差异。
氧气是生产中影响水生动物的重要因素,耗氧率及窒息点与鱼类的生存、成长密切相关,因此我们从耗氧率和窒息点的方面对乌鳢、斑鳢及正反交杂交种进行了初步研究。
结果显示:在水温25.1℃条件下,平均体重48.88g的乌鳢、45.30g的斑鳢、44.20g的斑乌鳢和46.76g的乌斑鳢的耗氧率分别为0.22、0.16、0.19、0.17mg/gh,窒息点分别为2.47、1.45、1.18、2.01mg/L,讨论、分析了这4种鱼耗氧率的昼夜变化规律以及窒息点的差异原因。
本实验接着从线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)的角度对斑鳢、乌鳢和杂交鳢进行了比较分析,为鳢科鱼类种质资源的保护和利用提供了基础数据。
设计了覆盖乌鳢线粒体DNA的11对引物,利用PCR技术对4种鱼的线粒体全序列进行扩增,测序完成后经过人工修正和拼接,得到4种鱼的线粒体全基因组序列。
对4种鱼mtDNA的结构进行分析,定位了13个蛋白基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因和控制区域基因的位置及大小,比较了4种鱼mtDNA存在的的差异。
鱼类线粒体DNA研究新进展

鱼类线粒体DNA研究新进展一、本文概述线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)作为生物体内的一种重要遗传物质,近年来在鱼类研究中逐渐展现出其独特的价值和潜力。
鱼类线粒体DNA研究新进展不仅深化了我们对鱼类遗传多样性的理解,还为鱼类遗传育种、系统发生、种群遗传结构分析等领域提供了有力的工具。
本文旨在综述近年来鱼类线粒体DNA研究的新进展,探讨其在鱼类生物学中的应用前景,以期为鱼类遗传资源保护和可持续利用提供理论支持和实践指导。
本文将首先回顾线粒体DNA的基本结构和特点,然后重点介绍鱼类线粒体DNA的提取方法、测序技术及其在鱼类遗传多样性、系统发生和种群遗传结构分析中的应用。
还将讨论鱼类线粒体DNA在遗传育种和遗传资源保护中的潜在应用价值,并展望未来的研究方向和挑战。
通过本文的综述,希望能够为从事鱼类线粒体DNA研究的学者提供有益的参考和启示,共同推动鱼类线粒体DNA研究的深入发展。
二、鱼类线粒体DNA的结构与功能鱼类线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)是一种双链、闭合环状的分子,通常大小为16-20千碱基对(kb),是细胞器中唯一的DNA分子。
鱼类mtDNA的结构主要包括重链(H链)和轻链(L链),其中H链编码了大部分基因,而L链则编码了剩余的少数基因。
这些基因主要编码线粒体氧化磷酸化系统的13个蛋白质亚基,以及2个rRNA和22个tRNA,这些成分共同构成了线粒体的核糖核蛋白体,负责线粒体内蛋白质的合成。
鱼类线粒体DNA的功能主要体现在以下几个方面:mtDNA是鱼类线粒体遗传信息的载体,通过母系遗传的方式传递给后代,因此,在鱼类遗传学和进化生物学研究中,mtDNA被广泛应用为分子标记。
mtDNA编码的蛋白质是线粒体氧化磷酸化系统的重要组成部分,这些蛋白质参与线粒体的能量代谢过程,对鱼类的生命活动起着至关重要的作用。
mtDNA的突变和变异也被广泛用于鱼类种群遗传结构、遗传多样性和系统发育等研究。
黔北一新鱼种遵义小钝吻鮠线粒体DNA的分离纯化定稿

*黔北一新鱼种遵义小钝吻鮠线粒体DNA的分离纯化肖贵榜1,2葛正龙2张艳磊2李作祥3(1.遵义职业技术学院,贵州遵义563000;2.遵义医学院生物化学与分子生物学教研室,贵州遵义563003;3.贵阳职业技术学院生物化学工程系,贵州贵阳550081)[摘要] 用差速离心法和改进的碱裂解法分离纯化遵义小钝吻鮠(Leioxassis microcrassirostris Zunyiensis Xiao sp.nov.)线粒体DNA,紫外检测其OD260/ OD280在1.78~1.85之间,并计算出该鱼肝组织线粒体DNA的含量为0.613μg/g。
纯化样品经紫外分析仪在200nm~290 nm波长范围内扫描,呈现典型的DNA吸收峰,其最大吸收峰在259.0nm~260nm之间。
以λDNA/H i n dⅢ的完全酶切片段作为相对分子量标准,利用电泳迁移率与分子量的对数的线性关系,由已知片段大小推算出遵义小钝吻鮠m t D N A分子大小为1 5.44 (±0.1 6)Kb。
[关键词];线粒体DNA;分离纯化;鮠属;鱼类[中图分类号] [文献标识码]A鱼类居于脊椎动物中较原始的地位,但其种类繁多,数量极其庞大[1]。
鱼类为人类提供了质量极佳的蛋白质营养。
人们对鱼类的研究已极为广泛,在遗传方面,传统的形态标记、细胞学标记和同工酶分析等已成功地应用于多种鱼类的种群识别[2] [3]。
鱼类mtDNA为共价闭环的双链DNA , 分子大小15 561~18 705bp之间 [4],是鱼类唯一核外遗传物质,具有基因组结构简单,进化速度快,母系遗传和在世代传递过程中不发生重组等特性,自上世纪80年代以来成为群体遗传分化和追溯母系起源的一个良好模型。
由于上述特点,以mtDNA 作为分子标记,探讨鱼类的群体遗传结构与系统演化,已成为鱼类分子群体遗传学和系统学研究中的热点。
遵义小钝吻鮠(Leioxassis microcrassirostris Zunyiensis Xiao sp.nov.)[5]隶属于鲇形目鲿科鮠属,黔北最为名贵的野生经济鱼类之一,在当地颇受人们青睐。
鱼类线粒体dna及其在分子群体遗传研究中的应用

鱼类线粒体DNA及其在分子群体遗传研究中的应用鱼类,作为地球上最大的脊椎动物群体之一,其遗传多样性研究对于理解生物进化、生态适应以及保护濒危物种等方面具有重要意义。
近年来,随着分子生物学技术的飞速发展,线粒体DNA(mtDNA)已经成为鱼类群体遗传研究中的重要标记。
一、鱼类线粒体DNA的特点线粒体DNA是一种存在于细胞线粒体内的遗传物质,具有母系遗传、高突变率、无重组等特点。
这些特点使得mtDNA成为研究鱼类群体遗传结构和进化历史的理想标记。
母系遗传:mtDNA只能通过母系传递,因此可以有效地追踪母系群体的迁移和扩散。
高突变率:mtDNA的突变率远高于核DNA,这使得mtDNA在短时间内积累大量的遗传信息,有助于揭示近期的进化事件。
无重组:mtDNA在遗传过程中不发生重组,因此其遗传信息具有高度的稳定性,有助于准确推断群体遗传结构。
二、线粒体DNA在鱼类群体遗传研究中的应用群体遗传结构分析:通过比较不同地理群体间mtDNA序列的差异,可以揭示鱼类的群体遗传结构、迁移扩散以及种群历史。
物种鉴定和分类:mtDNA序列差异可以作为物种鉴定和分类的重要依据,有助于发现新物种和解析物种间的亲缘关系。
保护生物学:通过分析濒危物种的mtDNA序列,可以评估其遗传多样性水平,为制定保护策略提供科学依据。
进化生物学:通过比较不同物种间mtDNA序列的差异,可以揭示鱼类的进化历程、分化时间以及祖先群体等信息。
生态学:通过分析鱼类mtDNA与生态环境因子的关系,可以探讨鱼类对环境的适应机制和生态位分化。
渔业资源管理:通过分析渔业资源的mtDNA多样性,可以评估其种群健康状况和种质资源价值,为渔业资源的可持续利用提供科学依据。
三、前景展望随着分子生物学技术的不断进步和成本的不断降低,线粒体DNA在鱼类群体遗传研究中的应用将越来越广泛。
未来,我们可以期待线粒体DNA在揭示鱼类进化历程、保护濒危物种以及渔业资源管理等方面发挥更大的作用。
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二 鱼类mtDNA的提取方法
(1)直接从鱼类组织提取线粒体DNA 从肌肉、肝脏等组织中提取线粒体DNA 本实验使 用常规的碱变性法,将STE液稍加改进作为溶液改 进的STE液为:10 mmol NaC1,15 mmol TrisHC1(pH8.0),45 mmol EDTA(pH8.0),0.25 mol 蔗糖。把提取的线粒体DNA放人一20℃保存备用 。该方法获得的是鱼类的整个mtDNA分子。 选用的组织不同对应用范围的影响 一般肝细胞、胃 壁细胞、肾脏细胞中的线粒体数目较多,直接提取 mtDNA获得纯度和得率可观的mtDNA用于研究要 选取这些组织,必须杀死鱼才能得到,研究存在数 量多的鱼类可以采用该法。
2020/8/16
(2)先提取基因组DNA再用相应引物 PCR 扩增所需mtDNA某一区域序列 片段。
从肌肉、肝脏等组织中提取基因组 DNA,PCR扩增出mtDNA 区段根据 动物基因组DNA提取的一般方法,将 DNA提取缓冲液中各个成分含量进行 改进,PCR引物为鲤科鱼类线粒体 DNA细胞色素b通用引物。
2020/8/16
三 鱼类mtDNA研究的方法
1 限制性片段长度多态 • mtDNA由于大小、母系遗传方式、易
于提纯和进化上的特点等,成为 RFLP的最佳靶序列。但mtDNA进化 速率较快,不适合于科以上种间的比 较研究。目前该法应用较广泛,主要 方法有以下几种。
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标准RFLP 其研究步骤为:mtDNA样品一RE
mtDNA某一序列的引物作PCR,RE消化,溴化乙 锭染色,电泳检测。这一技术可直接酶切小于 500—2 000 bp的短小片段。
2020/8/16
• 2 测序法 直接测定mtDNA的全序列或特定片
段的序列。这种方法可获得大量直接 可靠的数据,但受技术条件和经费限 制,难以适应大群体、大样本的分析 。目前,结合PCR技术,可扩增特定 基因片段作测序分析,在一定程度上 扩展了测序法的应用范围。
• 4 进化速度快 鱼类mtDNA的突
变率高于核中DNA,为基因组DNA的 5一10倍,并且缺乏有效的DNA损伤 修复机制,修复效率低。
2020/8/16
2020/8/16
• 5 解码体系简单 鱼类mtDNA的解
码由一个很小的tRNA体系完成,而不像在 核基因组摆动假说中所要求的需要在32个 tRNA反密码子上的摆动。
2020/8/16
mtDNA的研究方法存在局限性
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• PCR-RFLP法方便、快捷,对样品数量 和质量的要求低,费用和时间消耗少,但 终究只是对DNA序列的间接反映:而测序 法虽可获得大量的较为可靠的数据,但由 于技术限制和费用巨大,难以用于大群体 和大样本的遗传和进化研究。而且,在实 际研究中,由于统计学的缘故,基于DNA 水平计算的群体基因突变率往往高于真实 的情况。因而在进行鱼类分子群体遗传研 究时,应将遗传结构的分析结果与生物的 形态结构、生理特征和生态环境等因素综 合考虑,从更多的方面寻找更多的证据, 从而得出一个更加客观、系统而深入的认 识。
• 7 同质性与异质性 一般情况下,在一种生物机
体内仅存在一种类型的mtDNA分子,但现在大量发现一些个 体存在多种类型的mtDNA分子,这种特性被称mtDNA分子 的异质性。
• 8 多态性mtDNA中存在多态现象 多
态性集中在D环,其他区域则高度保守一。
• 9 母系遗传 鳗鱼线粒体为双亲遗传
2020/8/16
四 鱼类mtDNA研究的应用前景
• 1 保护濒危鱼种的遗传多样性 。保护生物学的中心议题是保护
生物的遗传多样性。mtDNA多态 分析可用来检测濒危物种的多样 性程度,是对物种是否濒危及其 可能的演变趋势的一种有效评估 方式,在鱼类濒危物种的保护和 恢复方面将发挥巨大的作用。
2020/8/16
• 2 由于mtDNA母系遗传的特 性,利用其母系遗传规律研究 单性鱼类的来源,使得鱼类 mtDNA多态分析在杂交带遗 传渐渗研究中具有巨大潜力, 并在进行杂种分析、揭示杂种 来源方面发挥巨大作用。
• 6 遗传的相对独立性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmtDNA能
以自身为模板进行复制,能转录生成信使 RNA(mRNA)、转运RNA(tNA)和核糖体 RNA(rRNA),也能编码合成一些维持自身 结构和功能所必需的蛋白质,具有很大的 独立性。同时,线粒体的遗传行为受到核 基因的调控,这种调控主要是通过向线粒 体输入核DNA编码蛋白质和一些小的RNA ,特别是tRNA来实现的 。
2020/8/16
• 2 编码效率高 同核DNA相比
,mtDNA上的基因排列极其紧凑,且 无内含子,编码效率较高。此外,部 分mtDNA的密码子不同于基因组DNA ,且缺少终止密码子,仅以U或UA结 尾。
2020/8/16
• 3 拷贝数多 鱼类每个细胞中有
1000—10000个线粒体DNA拷贝,容 易从组织中分离纯化。
2020/8/16
阅读文献
鱼类线粒体DNA研究新进展(2019) 鱼类线粒体DNA及其在分子群体遗传研究中的
应用(2019) 鱼类线粒体DNA及其研究进展(2019) 鱼类线粒体DNA 的遗传与进化(2000) 鱼类mtDNA及其非编码区的研究现状(2009) 一种改进的鱼类线粒体DNA的快速
制备方法(2019) 两种获取鱼类线粒体DNA的方法比较(2000)
消化一电泳一结果检测。该法适合于分析样品中靶 序列含量相对较高的样品,如mtDNA和PCR扩增 产物,还可进行位点比较和片段长度比较。
探针法 又称杂交法。将基因组DNA酶切,用
mtDNA探针进行South杂交来识别DNA上的 mtDNA谱带,通过自显影检测印迹。
PCR—RFLP法 从细胞总DNA中,用扩增
2020/8/16
线 粒 体 DNA
2020/8/16
特点 提取方法 研究方法及其局限性 应用前景
一 鱼类mtDNA的特点
• 1 分子较小且存在长度多 态性 鱼类mtDNA分子大小范围一
般在15—20 kb之间,约占总DNA的1 %。鱼类mtDNA的分子大小在种间存 在差异,但这种长度差异并非源于基 因数目,主要由于串联重复序列的存 在。