昆虫基因组模板
昆虫表达系统
此时您正浏览在第4页，共19页。
病毒基因组的结构特点
➢ 病毒基因组大小相差较大,与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组 很小
➢ 病毒基因组可以由DNA组成，也可以由RNA组成
➢ 多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖核酸链组成 ，病毒基 因组的大部分是用来编码蛋白质的 ，噬菌体（细胞病毒） 的基因是连续的；而真核细胞病毒的基因是不连续的 ，无内 含子
• 在杆状病毒所表达的一系列蛋白中,有一类蛋白具有较高的表达量,并且均为病毒基因组复制所
非必需, 其中最具代表性的有多角体蛋白与 P10蛋白, 均属于晚期表达的蛋白,受晚期启 动子的调从而提供了外源
DNA插入座位。
此时您正浏览在第10页，共19页。
➢ 部分载体具有宿主细胞特异性
➢ 识别受体 ➢ 假病毒颗粒
• 杆状病毒及其基因组模型
此时您正浏览在第7页，共19页。
昆虫杆状表达系统简介
• 杆状病毒是已知昆虫病毒中最大的类群 ,发现最早 、研
究最多且实用意义很大的昆虫病毒。20世纪80年代以来由
于杆状病毒表达载体系统（baculovirus expression vector system，BEVS）的建立 ,已被公认为是当今 基因工程四大表达系统之一 。该系统具有许多优点, 如多角体启动子控制下的高效表达 ,完善的转译后 加工修饰 ,较易从无血清培养上清中纯化的蛋白,无 内毒素污染等。 • 杆状病毒载体系统主要分为两大类,一类是用于表达单 个外源基因的载体,另一类是多元表达载体,用于插人 并表达2个或多个外源基因
871~ 881.
• （小鼠中枢神经系统）Sarkis C. , Serguera C. , Petres S. , Buchet D. ,Ridet J.L. et al.
昆虫线粒体基因组的结构和演化研究
昆虫线粒体基因组的结构和演化研究随着生物技术的不断发展，昆虫线粒体基因组的研究也日益引起了科学家们的关注。
线粒体是细胞内一个非常重要的细胞器，其主要功能是合成细胞所需的能量ATP。
线粒体基因组是由DNA组成的一个闭合圆环，昆虫线粒体基因组的结构和演化研究一直是科学界研究的热点之一。
昆虫线粒体基因组的结构昆虫线粒体基因组是一个圆形的双链DNA分子，大小约为16-20kb。
与细胞核的染色体相比，昆虫线粒体基因组比较小，但是其在昆虫的进化和适应性方面起着至关重要的作用。
昆虫线粒体基因组的结构比较保守，通常包含13个编码蛋白质的基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因，其中有些基因横跨着整个线粒体基因组。
另外，在昆虫线粒体基因组中还存在着“非编码区”（non-coding region），该区域的长度和组成在不同昆虫物种之间差别很大，但是其在整个基因组的复制和转录中发挥着非常重要的作用。
昆虫线粒体基因组的演化在不同昆虫物种之间，线粒体基因组的组成和结构会存在一定的差异性，这种差异性主要表现在基因组的大小、基因数目和序列组成等方面。
研究表明，昆虫线粒体基因组的演化是一个比较复杂的过程，它不仅受到自然选择和遗传漂变的影响，还受到基因重组和基因转移等因素的影响。
在自然选择的作用下，一些昆虫物种会逐渐丧失不必要的基因，如维生素合成基因等。
而一些重要的基因则会得到保留和加强，以适应环境变化的需求。
此外，昆虫线粒体基因组中的tRNA基因和非编码区序列的演化速度比编码基因要快，这意味着在不同物种之间，这些区域的序列组成和长度可能会发生较大的变化。
昆虫线粒体基因组的研究意义昆虫线粒体基因组的研究对于昆虫的分类和系统发育研究具有重要的意义。
由于昆虫线粒体基因组的结构比较保守，因此可以通过对不同昆虫物种基因组的比较研究，了解它们之间的关系和进化历程。
此外，昆虫线粒体基因组的研究还有助于深入了解昆虫的适应性进化和遗传学特征，为昆虫的保护和利用提供科学依据。
昆虫线粒体基因组重排的研究进展
昆虫线粒体基因组重排的研究进展陈志腾;杜予州【摘要】动物线粒体基因组通常组成稳定,基因排列也相对保守,极少发生重组.但是昆虫的线粒体基因组具有重排的可能性,而且这些重排事件可能为系统发育研究提供重要的信息.因此,深入研究昆虫线粒体基因组的重排可能有助于解决具有争议的系统发生关系.本文对昆虫线粒体基因组的重排类型、重排机理和重排在昆虫系统发育分析中的应用等方面的研究进展进行了介绍.【期刊名称】《环境昆虫学报》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】9页(P843-851)【关键词】线粒体基因组;昆虫;基因重排;系统进化;系统发育【作者】陈志腾;杜予州【作者单位】扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009;扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】Q963昆虫的线粒体基因组(mitochondrial genome)通常为双链闭合的环状DNA分子，长15-20 kb，一般包含37个基因，即13个蛋白质编码基因(PCG)、22个转运RNA(tRNA)基因和2个核糖体RNA(rRNA)基因，此外还有一个最大的非编码区，即控制区(Boore, 1999)。
昆虫线粒体基因组的多数基因在同一条链上编码，该链称为J链(majority strand)，少数基因在另一条链上编码，该链称为N链(minority strand)(Simon et al., 1994)。
线粒体基因组具有分子量小、进化速率快和重组水平较低等特点，因此已经被作为分子标记在昆虫系统学等研究中得到广泛应用(Wilson et al., 2000; Lin and Danforth, 2004; Gissi et al., 2008; Salvato et al., 2008; Wang et al., 2014a; Wang et al., 2015; Amaral et al., 2016; Song et al., 2016)。
昆虫基因组DNA的提取(CTAB法)
昆虫基因组DNA提取方法—CTAB法1. 将95% 酒精浸泡过的标本取出，用吸水纸吸去标本表面的乙醇，用1×TE Buffer浸泡两次，每次20min；2. 解剖取个体胸部肌肉组织约0.02g，将组织转入1.5mL离心管加入1mL 液氮使其迅速冻结, 用玻璃棒迅速有力地将团状组织研磨成细粉末。
3. 然后加入600μL预热至60℃的2%CTAB提取缓冲液（2% CTAB，0.1mol/L Tris•Cl pH8.0，0.02 mol/L EDTA，1.4 mol/L NaCl），20mg/mLProK 2.5μL(终浓度100mg/mL)，和β-巯基乙醇溶液1.0μL，轻轻混匀，60℃下恒温水浴2.0-3.0 hr，不时加以轻轻混匀。
4. 水浴后取出，等体积氯仿/异戊醇（24：1）混合液混匀，然后7,000 rpm 离心10min，取其上层清液，量体积；重复一次。
5. 在上层清液中加入2倍体积冷冻的无水乙醇于－20℃沉降2小时( 或1倍体积异戊醇于－20℃沉降1hr)。
4℃、10,000 rpm下离心15min，取沉淀, 小心弃上清。
6. 用500μL 70% 预冷的乙醇洗涤沉淀，10,000 rpm下离心5min，弃上清；重复一次。
7. 室温晾干或抽真空干燥；用40μL TE Buffer重溶。
8. 于基因组DNA中加入终浓度为50ug/mL的RNase（每次使用前90℃灭活10min），于37℃消化1.0-1.5hr。
9. 用0.8%的琼脂糖凝胶检测，取3μL DNA样品及2μL Load-buffer (含溴酚蓝和缓冲液)，加入点样孔。
实验所用Marker是 DNA（EcoR/HindIII），100V 电压电泳90分钟。
凝胶成象分析仪进行检测。
10. 用紫外可见分光光度计测定DNA的OD值，判定DNA纯度和浓度。
二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析
二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析汪爱民;共桂云;魏兆军【摘要】[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因(cox1).[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列.通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析.[结果]cox1基因编码框包含1 531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成.利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异.[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础.%[Objective] The research aimed at cloning and analyzing mitochondrial cytochrome oxidase I gene (coxl) of Chilo suppressalis. [ Method] The mitochondrial coxl gene of Chilo suppressalis was cloned with PCR method and then sequenced. Then, coxl sequences of other 21 Lepidopteran species were obtained by blasting the GenBank with coxl gene sequence of C. Suppressalis. Finally, homology comparison and molecular phylogenitic analysis among the 22 Lepidopteran species were conducted. [ Result] The opening reading frame of coxl gene from C. Suppressalis contained 1 531 nucleotides encoding a putative protein of 510 amino acids. The coxl gene used a start codon CGA, and an incom plete termination codon composed of only T. Based on the amino acid sequences of coxl, the molecular phylogenetic tree of Lepidoptera was reconstructed using the maximum likelihood ( ML) method. The molecular phylogenetic tree was similar to the morphologicalphylogenetic tree mainly, but also showed some differences. [ Conclusion] The result will provide reference for further research on expression and application of the coxl gene.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)021【总页数】3页(P12719-12721)【关键词】线粒体DNA;二化螟;cox1基因;系统发育分析【作者】汪爱民;共桂云;魏兆军【作者单位】合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009;安徽建筑工业学院环境工程系,安徽合肥230601;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】S433.4线粒体（Mitochondrion）是细胞中进行氧化磷酸化和脂肪酸以及某些蛋白质的生物合成的场所［1］，并参与细胞的代谢、发育和衰老过程［2］。
昆虫线粒体基因组研究方法
具体步骤
• 1. 采集标本并冷冻 • 2. 提取DNA • 3. 扩增线粒体基因组上的经典片段 • 4. 设计引物，扩增其他片段 • 5. 将所有片段拼接成完整的线粒体组（环形） • 6. 校对数据，利用软件、比对等方法，标出tRNA、
16S、12S及13个蛋白质基因的位置，上传线粒 体基因组数据至Genbank。 • 7. 对tRNA进行结构预测 • 8. 对12S及16S进行结构预测 • 9. 对该昆虫线粒体基因组上特殊位置进行讨论 • 10. 系统发育分析
• number。
6. 寻找tRNA及预测tRNA结构
• 用tRNAscan-SE Search Server 在线软 件，寻找tRNA，一次 可找出17-19个。其余 与其他昆虫线粒体进 行比对找出。
• 用DNAsis预测tRNA结 构，对于较为特殊的 tRNASer(AGN)，需手 工画出。
7. 预测12S及16S结构
• 将浸泡于无水乙醇中的足取出，晾干， 分成2-3段，放在1.5ul的离心管中。按照 QIAGEN DNeasy Tissue kit使用手册的说 明进行总DNA提取。抽提的DNA溶于200300ul的AE缓冲液，并置于在-20℃冰箱保 存备用。
3. PCR扩增和测序
• 先扩增线粒体基因组上的经典片段，如COⅠ、COⅡ、 COⅢ、Cob等。
1. 采集标本及冷冻
利用高压汞灯及黑光灯诱集，然后将标 本低温冷冻致死，取一侧后足泡入无水乙 醇，置于-20度冰箱保存，供提取DNA。标 本展翅并保存，以待进一步形态鉴定。
2. DNA提取
• 总DNA提取试剂盒为德国默克公司 QIAGEN DNeasy Tissue kit。PCR试剂使 用TIANGEN天根生化科技有限公司生产的 PCR MasterMix。
鳞翅目基因组
鳞翅目（Lepidoptera）是昆虫纲中的一个大类，包括了蛾和蝴蝶等物种。
基因组学研究在鳞翅目中取得了许多进展，这对于理解这些生物的进化历史、生物学特征以及生态适应性等方面具有重要意义。
以下是关于鳞翅目基因组的一些要点：
1. 基因组大小：不同种类的鳞翅目昆虫基因组大小差异较大，例如小菜蛾的基因组大约为260Mb，而丝兰蛾的基因组则达到540Mb。
2. 基因数量：已知的鳞翅目昆虫基因数量也存在很大差异，这反映了物种间基因家族的扩张和收缩，以及基因复制和丢失的情况。
3. 系统发育关系：通过比较不同鳞翅目昆虫的基因组序列，科学家能够更好地构建它们之间的系统发育树，从而了解这一类群的演化历史。
4. 功能基因：鳞翅目基因组的研究揭示了许多与形态发生、代谢途径、行为调控等有关的功能基因，这对于理解鳞翅目昆虫的独特特性至关重要。
5. 环境适应：一些鳞翅目昆虫如蚕蛾已经成功地被人类驯化用于丝绸生产，对其基因组的研究有助于我们了解这种驯化的遗传基础。
6. 农业重要性：像小菜蛾这样的害虫对农业生产构成威胁，其基因组研究对于开发新的害虫防治策略具有实用价值。
随着基因测序技术的进步，越来越多的鳞翅目昆虫基因组将被解析，这将进一步加深我们对这个多样且有趣的昆虫类群的理解。
昆虫 基因组
昆虫基因组昆虫基因组简介昆虫是地球上最成功的生物之一，拥有超过一百万种不同的物种，占据了地球生态系统中绝大部分的角落。
它们在生态系统中扮演着重要的角色，作为食物链的底层和许多植物的传粉者。
昆虫具有很高的适应性和生存能力，这归功于它们复杂而高效的基因组。
昆虫基因组是由DNA分子构成的，包含了所有遗传信息。
基因组大小和复杂度随着不同物种而异，从几十兆碱基对到数百兆碱基对不等。
然而，所有昆虫都共享一些共同特征。
昆虫基因组结构昆虫基因组由染色体构成，染色体是长链状DNA分子，在细胞分裂时被复制并传递给下一代。
不同种类昆虫染色体数量和形状各异。
例如，果蝇拥有3对染色体（6条），而蚊子则拥有3对染色体（6条）加1个性染色体。
除了核DNA外，许多昆虫还拥有线粒体DNA（mtDNA）。
线粒体是细胞内的小器官，负责能量生产和细胞代谢。
mtDNA是一个环形分子，相对于核DNA来说比较小，通常只有几万个碱基对。
mtDNA遗传方式与核DNA不同，只由母亲传递给后代。
昆虫基因组编码昆虫基因组编码了所有蛋白质、RNA和其他功能性分子的信息。
蛋白质是生命体系中最重要的分子之一，它们参与细胞代谢、信号传导、免疫系统等各种生物学过程。
RNA则在转录和翻译中起到关键作用。
昆虫基因组中的蛋白质编码基因数量各不相同，从几千到数万个不等。
例如，果蝇基因组中有大约1.3万个蛋白质编码基因，而蜜蜂则有大约1.2万个。
除了编码功能性分子外，昆虫基因组还包含了许多非编码序列。
这些序列没有直接参与蛋白质合成或其他生物学过程，但可能在调控基因表达、保持染色体结构和稳定性等方面发挥作用。
昆虫基因组演化昆虫基因组的演化是一个复杂的过程，涉及到许多因素，包括突变、选择和基因重组。
在不同物种中，基因序列相似度和结构差异各不相同。
在昆虫中，基因家族（gene family）是一种常见的现象。
基因家族指的是一组具有相似序列和功能的基因。
这些基因可能是由单个祖先基因复制而来，在演化过程中出现了分叉和多样性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
昆虫基因组整体解决方案
一、服务内容
完成昆虫基因组（估计大小0.4Gb）精细图绘制，达到国际公认的标准，具体指标：基因组覆盖度达到95%以上，基因区覆盖度达到98%以上，单碱基的错误率达到10万分之一以内。
进行基因组的组装和注释，深入挖掘基因组上的信息。
协助撰写科研论文，发表在国际顶级杂志上。
同时可以协助搭建生物信息分析平台，培养相关技术人员，以应对大规模基因组数据的深入挖掘工作。
如需要可以构建昆虫基因组数据库，增加项目的国际国内影响力。
二、研究计划及技术路线
昆虫基因组计划拟采用全基因组鸟枪法进行测序，使用Sanger测序法、454测序技术和Solexa测序技术相结合的方法，根据基因组的重复序列等组分特点，搭配三种测序技术的测序数量，保证整体测序深度在50倍以上，以保证单碱基的准确性和基因组的完整性。
根据目前的技术，Solexa双末端测序已经能够达到150bp，突破了组装上的80bp随机组装干扰的限制，使根据序列之间的交叠组装出的Contig长度大大提高；而且插入片段的长度也在不断增加，从200bp，500bp到2Kb，10Kb形成梯度，也大大提高了组装出的Scaffold的长度。
通过三种技术的比较，Solexa的性价比是最高的，所以可以使用Solexa技术进行深度测序，通过对单碱基的高深度重复测序，使单碱基的质量大大提高。
这一点是454测序技术和Sanger测序技术不能比拟的。
对于昆虫基因组中长度较大的重复序列，需要有更长的插入片段（BAC/Fosmid）末端测序来协助组装，以构建更大的Super Scaffold。
昆虫基因组测序计划：
完成昆虫基因组精细图。
精细图具体技术指标：基因组覆盖度达到95%以上，
基因区覆盖度达到98%以上，单碱基的错误率达到万分之一以内，整体基因组覆盖深度不低于50倍覆盖度。
对基因组精细图进行详细基因注释，基因功能注释，基因代谢途径注释和比较基因组学分析。
通过成梯度的插入片段的文库两端正反向测序数据，以提高组装的效果。
将Sanger测序法，454测序技术和Solexa测序技术结合起来，根据昆虫基因组的重复序列特点，搭配三种测序数据的测序量，以达到最优投入产出比。
根据以上三种测序技术的测序结果，我们预计得到如下结果：
1.拼接完成昆虫基因组的精细图：
a)基因组覆盖率>95%；
b)基因区覆盖率>98%；
c)拼接片段长度达到数百Kb或几Mb；
d)单碱基错误率在10万分之一以下；
2.全基因组基因详细注释：
a)基因组组分分析；
b)编码基因预测；
c)重复序列注释；
d)Non-coding RNA基因注释；
e)microRNA基因注释；
f)tRNA基因注释；
g)假基因（Pseudogene）注释；
3.基因功能注释：
a)GO注释（Gene Ontology）
b)InterproScan注释；
c)调控Motif预测；
4.比较基因组及分子进化分析：
a)鳞翅目特有基因组区段检测；
b)鳞翅目特有基因检测；
c)鳞翅目快速进化基因检测；
d)共线性分析（Synteny Block）
e)基因家族分析；
5.如果需要可以构建对昆虫因组数据库，按照国际标准，把对昆虫因组数据方
便快捷的呈现在全球的科学家面前，同时帮助实现数据管理的标准化和自动化，提高本项目的影响力，费用另计。
三、项目时间计划
a)测序工作，自样品检测合格后3个月完成，达到精细图要求测序覆盖度；
b)测序工作完成后，生物信息分析工作4个月完成，完成精细图相关信息
分析；
c)如需要构建对昆虫因组数据库，需要增加2个月时间，以完成数据库的
设计，开发和调试。
d)如需要在本地构建生物信息分析平台，及生物信息分析人员的培训，可
以选派3-5人都华大进行实地培训，培训期6个月。
一方面具体跟进对
昆虫因组项目的进展，另一方面学习生物信息学的相关分析思路和方法，为将来进一步挖掘对昆虫因组上的信息打下基础。
四、项目报酬及其支付方式
（一）项目报酬
项目总体经费人民币捌佰万元整（¥8,000,000.00）。
（二）支付方式
a）合同生效后5个工作日内，甲方单位支付华大基因人民币肆佰捌拾万元整（￥4,800,000.00）。
b）华大基因完成精细图所要求的测序覆盖度、组装成精细图之后，甲方单位支付华大基因人民币叁佰贰拾万元整（￥3,200,000.00）。
五、成果归属
本项目产生的数据和科研论文署名权及改项目所产生的专利等成功归双方共同所有。