基于核及叶绿体基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位
2023年江苏省连云港市中考生物真题(无答案)
2023年江苏省连云港市中考生物真题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．《礼记·月令》：“蝼蝈鸣，蚯蚓出，王瓜生，苦菜秀。
”描写的是立夏节气。
影响上述生物活动的主要非生物因素是（ ）A．温度B．水分C．空气D．土壤2．题图是中学生物学实验室常用的一种光学显微镜结构图。
在“制作并观察人口腔上皮细胞的临时装片”实验中，若视野过亮，为了便于观察，除调节遮光器（光圈）外，还可以调节（ ）A．①B．②C．③D．⑥3．多种多样的生物是经过自然选择长期进化的结果。
以自然选择学说为核心的生物进化理论，解释生物进化和发展原因的生物学家是（ ）A．达尔文B．巴斯德C．林奈D．海尔蒙特4．人类是在同自身的疾病和有害环境的抗争中生存与发展的。
下列疾病中属于传染病的是（ ）A．艾滋病B．巨人症C．贫血D．色盲5．2023年2月24日，《科学》杂志发表题为《鹿角再生中关键干细胞类群的发现》的论文。
文中介绍中国科学家团队将鹿茸干细胞引人小鼠的头部，这些干细胞成功地在小鼠头盖上形成鹿角样的骨骼组织。
完成该过程所进行的生命活动主要是（ ）A．细胞的分裂B．细胞的生长C．细胞的分化D．细胞的衰老6．花果山上生长着许多形态各异的植物，某同学在山上路边背阴处观察到一种植物，有根、茎、叶的分化，叶有粗壮的叶柄，叶片的背面有许多褐色斑点（孢子囊）。
该植物可能属于（ ）A．苔藓植物B．蕨类植物C．裸子植物D．被子植物7．题图是一段小肠（a）、环形皱襞（b）及小肠绒毛（c）结构示意图。
下列相关叙述正确的是（ ）A．观察猪小肠内表面结构时需要将一段小肠横向剪开B．a内的消化液中含有多种消化酶，参与食物的消化C．环形皱襞b只增加小肠消化表面积，与吸收无关D．c内的毛细血管壁和毛细淋巴管壁由多层细胞构成8．人体各系统在神经系统和内分泌系统的调节下，相互联系和协调，共同完成各项生命活动，以适应机体内外环境的变化。
生物操纵对常见底栖丝状绿藻的控制研究
生物操纵对常见底栖丝状绿藻的控制研究张怡光;张曼;李玫;吕绪聪;张银鹏;李昊钰;赵慧;鲁雨果;秦岩;李学军【期刊名称】《水生态学杂志》【年(卷),期】2024(45)3【摘要】为调控水体丝状绿藻的生长,提供安全高效的绿藻暴发解决方案,通过操纵水体中不同的生物种类,探究水生动物对底栖丝状绿藻生长的抑制效果。
控制实验Ⅰ研究了耳萝卜螺(Radix auricularia)、子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)、中华鳑鲏(Rhodeus sinensis)和日本沼虾(Macrobrachium nipponense)对底栖丝状绿藻水绵(Spirogyra sp.)的控制效果;控制实验Ⅱ研究了中华鳑鲏对水绵、水网藻(Hydrodictyon reticulatum)、刚毛藻(Cladophora sp.)生长的抑制效果。
结果表明,中华鳑鲏实验Ⅰ处理组的固着态水绵生物量从实验前期的90 g/m^(2)下降到实验末期的34 g/m^(2),相对于其他生物操纵对象,中华鳑鲏对浮游态和固着态水绵表现出极显著的抑制效果(P<0.01);中华鳑鲏实验Ⅱ处理组中,固着态水绵生物量显著低于对照组(P<0.05),固着态水网藻生物量和固着态刚毛藻生物量均略低于对照组,但差异不显著(P>0.05),也表明中华鳑鲏对底栖丝状绿藻的抑制效果,特别是对水绵具有显著的抑制效果。
中华鳑鲏在抑制底栖丝状绿藻生长的同时,对水体中其他浮游植物和浮游动物的影响并不显著(P>0.05),表明中华鳑鲏作为控制丝状绿藻的潜在生物操纵对象具有很好的应用前景。
【总页数】9页(P112-120)【作者】张怡光;张曼;李玫;吕绪聪;张银鹏;李昊钰;赵慧;鲁雨果;秦岩;李学军【作者单位】河南师范大学水产学院【正文语种】中文【中图分类】Q143【相关文献】1.丝状绿藻腐烂过程对水质和沉水植物黑藻生长的影响实验研究2.大型丝状绿藻对N、P去除效果研究3.两种丝状绿藻对水体中低浓度苯酚的去除作用研究4.丝状绿藻对酸和Hg2+耐受性的研究5.大型丝状绿藻去除城市水体污染物质的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
26416671_斑点福寿螺肠道菌群结构及功能研究
势菌为变形菌门( Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ) (４３.５２％) 和软壁菌门( Ｔｅｎｅｒｉｃｕｔｅｓ) ( １３.８２％) ꎻ在属水平上ꎬ主要优势菌为气单
胞菌属( Ａｅｒｏｍｏｎａｓ) (１５.６６％) 和支原体属( Ｍｙｃｏｐｌａｓｍａ) (７.２６％) . 雌、雄斑点福寿螺肠道微生物多样性和群落结
据每个样本的最小有效数据对样本数据进行抽平处理. 根据 ＯＴＵ 数值使用 Ｍｏｔｈｕｒ 软件( 版本 １.３０.１) 生
成稀疏曲线. 利用 ＳＩＬＶＡ 的 ＳＳＵ ｒＲＮＡ 数据库( 版本 １３２) 比对序列并进行物种注释ꎬ利用 ＲＤＰ( Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ
Ｄａｔａｂａｓｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ) ( 版本 ２.１１) 确定代表性序列并进行分类 [２６] .
ｗａｌｌ / ｍｅｍｂｒａｎｅ / ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓꎬｅｎｅｒｇｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ａ ｌａｒｇｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｉｃｒｏｂｉｏｔａꎬｈｉｇｈ￣ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇꎬＰｏｍａｃｅａ ｍａｃｕｌａｔａ
(２.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＮａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ ２１００３７ꎬＣｈｉｎａ)
(３.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ ＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬＪｉａｎｇｓｕ Ｓｅｃｏｎｄ Ｎｏｒｍａｌ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ ２１００４２ꎬＣｈｉｎａ)
ｃｒｏｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬｈｉｇｈ￣ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ
浒苔Ulvaprolifera核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析
第37卷第3期2019年7月海洋科学进展A D V A N C E S I N MA R I N E S C I E N C EV o l .37 No .3J u l y,2019浒苔(U l v a p r o l i fe r a )核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析沈伟杰1,缪晓翔2,何 渊1,韩红宾3,王宗灵2,穆新武4,沈颂东1*(1.苏州大学基础医学与生物科学学院,江苏苏州215123;2.自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061;3.中国海洋大学海洋环境与工程学院,山东青岛266061;4.江苏省骆马湖渔业管理委员会,江苏宿迁223800)收稿日期:2018-03-09资助项目:国家重点研发计划 浒苔绿潮形成机理与综合防控技术研究及应用(2016Y F C 1402102);国家自然科学基金 条斑紫菜核糖体基因簇的研究(41276134)作者简介:沈伟杰(1992-),男,江西抚州人,硕士研究生,主要从事大型海洋绿藻的细胞发育与分子生物学方面研究.E -m a i l :347625102@q q.c o m *通讯作者:沈颂东(1968-),男,安徽合肥人,教授,博士,主要从事藻类细胞发育及分子生物学方面研究.E -m a i l :s h e n s o n g d o n g @su d a .e d u .c n (王佳实 编辑)摘 要:核糖体基因簇单元全长序列对于藻类分子鉴定与分类具有重要意义,而浒苔(U l v a p r o l i f e r a )作为形成我国黄海绿潮的主要物种,其核糖体基因簇单元全长序列的克隆还未见研究报道㊂本研究通过分子克隆技术成功扩增了浒苔的核糖体基因簇单元全长序列㊂浒苔核糖体基因簇单元全长序列为8948b p ,其中18Sr D N A1760b p,28Sr D N A3259b p ,I T S 1205b p ,5.8S r D N A160b p ,I T S 2176b p 和I G S 3388b p ㊂对各部分序列的碱基组成进行分析后,我们发现I T S 1,I T S 2和I G S 序列对胞嘧啶具有明显的偏好性,而18S r D N A 和28S r D N A 序列对鸟嘌呤具有明显的偏好性㊂浒苔核糖体基因簇单元全长序列的G C 含量为54.12%,其中I T S 1㊁I T S 2和I G S 序列的G C 含量比保守序列的G C 含量高,这表明内转录单元间隔区序列和基因间间隔区序列比保守序列变异率更高,进化速率更快㊂另外,I G S 序列中发现大量简单的直接重复序列㊁串联重复序列㊁短对称序列和回文序列㊂浒苔核糖体基因簇单元全长序列可为其分类及分子鉴定提供有效的工具㊂关键词:浒苔;18S r D N A ;28S r D N A ;I T S 1;I T S 2;5.8S r D N A ;I G S ;核糖体基因簇中图分类号:S 917 文献标识码:A 文章编号:1671-6647(2019)03-0487-08d o i :10.3969/j.i s s n .1671-6647.2019.03.012引用格式:S H E N WJ ,M I A O XX ,H EY ,e t a l .C l o n i n g a n d a n a l y s i s o f f u l l l e n g t h s e q u e n c e o f U l v a p r o l i fe r a r i -b o s o m a l g e n e c l u s t e r u n i t [J ].A d v a n c e i nM a r i n e S c i e n c e ,2019,37(3):487-494.沈伟杰,缪晓翔,何渊,等.浒苔(U l v a p r o l i fe r a )核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析[J ].海洋科学进展,2019,37(3):487-494.浒苔(U l v a p r o l i fe r a ,O.F .M ül l e r )属于绿藻门(C h l o r o p h y t a )㊁石莼目(U l v a l e s )㊁石莼科(U l v a c e a e )的一种绿藻,藻体呈草绿色,管状膜质,主枝明显,分枝多且细长[1]㊂传统形态学分类中,浒苔被单独归类于浒苔属(E n t e r o m o r ph a ,L i n k1820),但是随着分子生物学技术的发展,分子标签被应用于藻类的系统发育学研究中,越来越多的分子证据表明:石莼属(U l v a .L i n n a c u s 1753)和浒苔属绿藻在进化上并没有形成独立的分支㊂浒苔类绿藻属于广温广盐型绿藻,广泛分布于世界各大洋,且在适宜条件下能够快速生长和繁殖[2-3]㊂2007年以来,以浒苔(U .p r o l i fe r a )为主要物种形成的绿潮在我国黄海连续多年持续性暴发,尤其在2008年,青岛海域暴发了一次持续时间长㊁面积范围大的绿潮灾害,该次灾害不仅对当地的海洋生态环境产生了严重的影响,同时也给沿岸的水产养殖行业带来巨大的经济损失[4-6]㊂为了更好地减轻绿潮灾害,消除其对海洋环境及人类生活地影响,浒苔的基础生物学研究显得尤为重要㊂在真核生物中,核核糖体序列是由大量的串联重复单元组成,每个单元又由3个编码序列(18Sr D N A ,Copyright©博看网 . All Rights Reserved.488海洋科学进展37卷5.8S r D N A和28S r D N A)和2个间隔区序列(内转录间隔区和基因间间隔区)组成[7-9]㊂由于这些基因序列具备不同进化速率,所以可以将其作为分子标签应用于不同水平的物种鉴定和分类学研究㊂在藻类学研究中,H o h a m等[10]结合18S r D N A和r b c L序列分析了衣藻的系统发育并强调了衣藻在低温条件下的特点㊂L u o等[11]利用I T S序列结合形态学特点研究得出2009-2010年黄海漂浮绿藻为同一个种的结论㊂因此,核糖体序列对藻类研究具有重要意义㊂浒苔(U.p r o l i f e r a)作为形成我国黄海绿潮的主要物种,其核糖体基因簇单元的序列长度及相关信息却未有报道㊂本研究的目的在于通过分子克隆技术,对浒苔的核糖体序列进行扩增及分析㊂相关结果不仅可以丰富绿藻核糖体数据库,也可为其分子系统发育及分类鉴定提供有利的工具㊂1材料与方法1.1材料本实验中的漂浮浒苔新鲜藻体采集于江苏射阳沿海海域,采集时间为2016-06-15,采集位置为120ʎ19' 51ᵡE,33ʎ35'20ᵡN㊂当新鲜藻体被采集后,用干净的海水冲洗浒苔藻体表面数次,除去表面的泥沙和杂物,然后用吸水纸吸干藻体一部分的水分后,放置于阴凉处晾干水分,最后将样品装入密封的样品袋中,贴上标签,放入加有冰袋的样品盒中一起运回实验室,以备实验使用㊂1.2方法1.2.1浒苔的形态学鉴定观察当样品被运回实验室后,取少许完整藻体置于已灭菌的淡水中浸泡1~2h,待藻体完全舒展开后,取单株完整浒苔叶状体,拍照并记录其形态特征,用刀片对其进行横切徒手切片,在显微镜L e i c aD F C450C下观察㊁记录形态特点㊂1.2.2 D N A的提取取适量样品于已灭菌的0.7%的碘化钾(K I)溶液中浸泡10m i n,浸泡期间反复用软毛毛笔洗涮叶状体表面,然后用无菌淡水冲洗数次,吸水纸吸干水分㊂浒苔叶状体基因组D N A采用T i a n g e n p l a n t g e n o m i cD N Ak i t进行提取,提取步骤参照试剂盒说明书㊂提取得到的浒苔基因组D N A,-20ħ保存备用㊂1.2.3分子克隆与测序浒苔核糖体全长序列克隆方法如图1所示,核糖体各单元序列克隆对应的P C R克隆引物序列详细信息见表1㊂本实验中P C R扩增体系(50μL),包括:32.7μLd d H2O,5μLd N T P M i x(2.5mm o l/L),5μL模板D N A,5μL10ˑL A T a q B u f f e r(M g2+),上下游引物各1μL(20n m o l/L),0.3μLL A T a q D N A p o l y m e r-a s e(宝生物(大连)工程股份有限公司生产)㊂菌液P C R检测阳性克隆的反应体系(20μL)包括:13.8μL d d H2O,2μLd N T P M i x(2.5mm o l/L),2μL10ˑE x T a q B u f f e r(M g2+),1μL含有阳性克隆的L B液体培养基,M13F和M13R(20n m o l/L)各0.5μL,0.2μLE x T a q D N A p o l y m e r a s e(宝生物(大连)工程股份有限公司生产)㊂图1浒苔核糖体基因簇单元的结构及引物设计策略F i g.1 T h e s t r u c t u r e o f r i b o s o m a l g e n e c l u s t e r u n i t i n U.p r o l i f e r a a n d p r i m e r d e s i g n s t r a t e g yCopyright©博看网 . All Rights Reserved.3期沈伟杰,等:浒苔(U l v a p r o l i f e r a)核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析489克隆I T S及5.8S r D N A区域P C R反应如下:94ħ预变性3m i n;94ħ变性30s,53ħ退火30s,72ħ延伸1.5m i n,35个循环;72ħ延伸7m i n㊂克隆28S r D N A区域P C R反应:95ħ预变性3m i n;94ħ变性30s,50ħ退火30s,72ħ延伸1m i n,35个循环;72ħ延伸7m i n㊂克隆I G S区域P C R反应:95ħ预变性3 m i n;94ħ变性30s,55ħ退火30s,72ħ延伸5m i n,35个循环;72ħ延伸7m i n㊂菌液P C R的反应条件: 95ħ预变性3m i n;94ħ变性30s,55ħ退火30s,72ħ延伸1~5m i n,35个循环;72ħ延伸5m i n㊂利用1%琼脂糖凝胶电泳检测P C R克隆产物㊂表1本实验P C R扩增反应中所使用的引物序列信息T a b l e1 P r i m e r su s e d f o rP C Ra m p l i f i c a t i o n i n t h e p r e s e n t s t u d y引物名称目的产物序列(5'ң3')区域位置来源N S118S r D N A G T A G T C A T A T G C T T G T C T C5'e n d(F)W h i t e等[12]N S418S r D N A C T T C C G T C A A T T C C T T T A A G-1150(R)W h i t e等[12]N S518S r D N A A A C T T A A A G G A A T T G A C G G A A G-1150(F)W h i t e等[12]N S818S r D N A T C C G C A G G T T C A C C T A C G G A3'e n d(R)W h i t e等[12]I T S F I T S+5.8S r D N A G A G G C A A T A A C A G G T C T G T G T G A T G C5'e n d(F)本研究I T S R I T S+5.8S r D N A G C T T A T T G A T A T G C T T A A G T T C A G C G3'e n d(R)本研究28F28S r D N A T C T C G C A A C G A T G A A G A A C G5'e n d(F)本研究28R28S r D N A C C C A C C C T C A A C A T G A A C C T3'e n d(R)本研究F IG S A G A T A G G A C G G G G T A T T G T A A G5'e n d(F)本研究R I G S G G A T G T G G T A G C C G T T T C T C A G3'e n d(R)本研究用T a K a R aA g a r o s eG e l D N AP u r i f i c a t i o nK i tV e r.4.0(由宝生物(大连)工程股份有限公司生产)对目的产物条带进行切胶回收,然后T A克隆到P E A S Y-T3载体上,导入T r a n s1-T1感受态大肠杆菌中复苏,复苏后涂布于已添加X-g a l,A m p和I P T G的L B固体培养基上,37ħ倒置培养过夜㊂挑取若干个阳性克隆斑进行摇菌培养,然后进行阳性克隆检测㊂将含有阳性克隆的菌液送至苏州金唯智生物科技有限公司进行测序,每组至少送3个平行样㊂1.2.4引物的设计与序列分析用P r i m e r5.0设计P C R反应中扩增的引物序列,引物序列由苏州金唯智生物科技有限公司合成㊂N C B I数据库中B L A S T程序对扩增得到的结果序列进行相似性分析㊂在线分析软件T a n d e m R e p e a t F i n d e r对序列中的串联重复序列进行分析㊂各单元序列的长度和边界用B i o E d i t软件分析确定㊂测序由苏州金唯智生物科技有限公司测序服务,测序方法采用S a n g e r一代测序㊂2结果2.1浒苔的形态特征浒苔主枝明显,分枝较多且如头发丝细长,藻体中空呈管状,管状空腔中充满气体;细胞形态呈不规则的多边形,色素体被挤压在细胞一端,藻体由单层细胞构成(图2)㊂Copyright©博看网 . All Rights Reserved.490海洋科学进展37卷图2浒苔的形态学特征F i g.2 M o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f U.p r o l i f e r a2.218S r D N A的分子克隆W h i t e等[12]研究发现绿藻的核糖体小亚基序列(18S r D N A)能够被N S1/N S4和N S5/N S8这2对引物扩增出几乎全长序列㊂利用1%的琼脂糖凝胶电泳检验这2对引物P C R扩增得到的产物(图3a),可以看出N S1/N S4这对引物扩增得到约1200b p的条带,N S5/N S8这对引物扩增得到约600b p的条带㊂对2段序列的测序结果进行拼接后,得到碱基长度为1760b p大小浒苔18S r D N A序列㊂此外,为了验证序列拼接结果的正确性,我们在扩增得到的这2段序列中设计上下游引物去扩增包含拼接序列的目的片段,测序结果证明拼接序列是准确的㊂将序列上传至G e n B a n k上,登录号为K Y350851㊂注:M代表D LT a K a R a5000m a r k e r;1代表引物N S1/N S4P C R扩增产物;2代表引物N S5/N S8扩增产物;3代表28Sr D N A扩增产物;4代表I T S和5.8S r D N A扩增产物;5代表I G S扩增产物图3浒苔核糖体基因簇单元各部分序列扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图F i g.3 T h e a g a r o s e g e l e l e c t r o p h o r e s i s o f a m p l i f i e d p r o d u c t s o f e a c h p a r t o f t h e U.p r o l i f e r a r i b o s o m a l c l u s t e r u n i t2.328S r D N A的分子克隆浒苔28S r D N A序列由引物28F/28R扩增得到的P C R产物琼脂糖凝胶电泳见图3b,可以看到单一明亮的条带,条带大小约为4000b p,对测序结果分析,去除与I T S和I G S序列重叠的部分,得到碱基长度为3259b p的28S r D N A的序列㊂将序列上传至G e n B a n k上,登录号为K Y350852㊂2.4I T S+5.8S r D N A的分子克隆浒苔核糖体I T S和5.8S r D N A的序列由I T S F/I T S R这对引物P C R克隆得到的产物琼脂糖凝胶电泳图(图3c),呈现单一明亮的条带,条带大小约1000b p㊂对测序结果进行分析,去除与28S r D N A和18S r D-Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3期沈伟杰,等:浒苔(U l v a p r o l i f e r a)核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析491 N A重叠的序列后,得到541b p的包含5.8S r D N A的I T S全长序列㊂I T S序列被中间的5.8S r D N A序列分割成了2部分:I T S1和I T S2,根据N C B I序列库中浒苔核糖体5.8Sr D N A全长为160b p(登录号: A B830489),所以测序得到I T S1序列长度为205b p,I T S2为176b p㊂将序列上传至G e n B a n k上,登录号为K Y350854㊂2.5I G S的分子克隆浒苔核糖体I G S的序列由F/R这对引物P C R克隆得到的产物琼脂糖凝胶电泳图见图3d,呈现单一明亮的条带,条带大小约为4000b p㊂对测序结果进行分析,去除与28Sr D N A和18Sr D N A重叠的序列后,得到碱基长度为3388b p I G S全长序列㊂将序列上传至G e n B a n k上,登录号为K Y350853㊂2.6浒苔核糖体各段序列的碱基组成和G C含量分析对浒苔核糖体基因簇单元各部分序列碱基组成进行分析,碱基含量及G C含量见表2,在I T S1㊁I T S2和I G S序列中胞嘧啶(C)含量较高,而在18S r D N A和28S r D N A中鸟嘌呤(G)含量较高,G C含量从高到低为69.31%,67.80%,52.42%,51.85%,49.38%和49.37%㊂表2浒苔r D N A各个片段的碱基组成及G C含量的分析T a b l e2 T h e a n a l y s i s o f b a s e c o m p o s i t i o na n dG Cc o n t e n t o f e a c h f r a g m e n t o f r D N Ai n U l v a p r o l i f e r a 序列名称总长/b p碱基类型A G C T G C含量/%I T S12053864752867.805.8S1604539403649.37I T S21762457653069.3118S176043748838145449.3828S325983795074073251.85I G S338870582695090752.422.7浒苔核糖体序列特殊结构的分析对浒苔核糖体序列存在的特殊结构进行分析㊂用在线检测软件T a n d e m R e p e a tF i n d e r在I G S序列中发现2处串联重复序列,同时还发现短的对称序列和短的回文序列(表3)㊂I G S序列所包含的特殊结构序列简图见图1㊂表3浒苔I G S序列中出现的特殊结构序列的特征T a b l e3 C h a r a c t e r i z a t i o no f s p e c i a l s t r u c t u r e s p r e s e n t e d i n t h e I G Ss e q u e n c e o f U.p r o l i f e r a特殊结构类型所处位置/b p长度/b p特殊结构序列数量串联重复序列1394~42717C A C A C C T G G T C T G T T C T2串联重复序列2954~100110A C C T C T C T C T4.3短对称序列2799~281516G G A G G C C C C C C G G A G G1回文序列1023~103412A G T A T A T A T A C T13讨论在N C B I核酸序列库中,虽然已有丰富的关于浒苔(U.p r o l i f e r a)核糖体基因簇序列的信息,但是还未有浒苔核糖体28S r D N A和I G S(28S~18S)全长序列的相关信息被公布㊂本研究不仅扩增得到了浒苔的Copyright©博看网 . All Rights Reserved.492海洋科学进展37卷28S r D N A和I G S的几乎全长序列,而且将完整的浒苔核糖体基因簇单元的各部分序列成功扩增㊂本研究得到浒苔核糖体序列I T S1序列长度为205b p,5.8Sr D N A长度为160b p,I T S2长度为176b p㊂宁璇璇等[13]对烟台海域爆发的浒苔进行I T S和5.8S r D N A序列进行了扩增,结果得到I T S1序列长度为195b p,5.8S r D N A序列长度为155b p,I T S2序列长度为181b p㊂T a k u等[14]报道了浒苔的I T S1序列长度为195b p,5.8S r D N A序列长度为160b p,I T S2序列长度为181b p㊂导致浒苔核糖体的I T S1和I T S2序列长度不同的原因可能是不同地理群浒苔的基因发生了改变,但是用本研究得到的5.8Sr D N A序列与已公布的浒苔5.8S r D N A序列进行相似性分析发现,其相似性都为100%㊂L i n等[15]对4种石莼和礁膜的18Sr D N A序列进行了扩增,结果得到18S r D N A序列的长度为1718~1761b p,本研究扩增得到的18Sr D N A长度为1760b p,也在上述范围内,且它们之间的相似性都达99%以上㊂浒苔核糖体28S r D N A序列的扩增引物是根据近缘物种B l i d i n g i a s p.的核糖体L S U全长序列(K Y401415)设计获得,P C R扩增及测序后得到浒苔核糖体28S r D N A全长为3259b p,与B l i d i n g i a s p.的L S U全长序列相似性为95%,覆盖率为96%㊂根据18S r D N A序列和28S r D N A序列设计引物扩增I G S的全长序列,最终得到浒苔核糖体I G S序列全长为3388b p,由于核酸序列库中无绿藻核糖体的I G S序列,本研究中I G S序列结果的确认是利用I G S序列两端的部分序列分别与18S r D N A和28S r D N A重叠的部分序列进行相似性分析,结果表明这2部分序列与已知浒苔的18S r D N A和28S r D N A序列的相似性都大于99%㊂对克隆得到的浒苔核糖体基因簇单元全长序列进行碱基组成分析,发现I T S和I G S序列对胞嘧啶具有明显的偏好性,而18S r D N A和28S r D N A序列对鸟嘌呤具有明显的偏好性㊂F r e s h w a t e r等[16]通过测定解链温度(T m)估计核D N A碱基对含量,得到石莼属4种藻类的G C含量为36%~54%,4种浒苔的G C含量为53%~56%㊂本文中浒苔(U.p r o l i f e r a)核糖体基因簇单元序列的G C含量为54.12%,I T S1㊁I T S2㊁I G S㊁5.8Sr D N A㊁28Sr D N A和18Sr D N A序列的G C含量依次为67.80%,69.31%,52.42%,49.37%,51.85%和49.38%㊂I T S和I G S序列的G C含量比保守序列的G C含量高,这也验证了内转录单元间隔区序列和基因间间隔区序列比保守序列变异率更高,进化速度更快㊂有研究报道,核糖体I G S(28S~18S)序列对基因的转录和复制的起始起着重要作用[17-18],B u r t o n等[19]报道核糖体基因簇单元中的存在大量的简单重复序列和串联重复序列等结构,并证明串联重复序列在转录起始中起着增强子的作用㊂对浒苔的I G S序列的克隆,本研究设计了多对引物进行尝试,最终验证出了其中一对引物(F/R)能够有效的克隆出I G S序列㊂对I G S序列分析发现,在其5'端存在2段串联重复序列和一段回文序列,还发现短的对称序列在I G S序列中部,这些结构的发现与前文的报道相似,至于这些特殊结构的功能还有待进一步的研究证明㊂核糖体基因对于藻类研究有着重要的作用,然而目前还未有任何一种绿藻的核糖体基因簇单元全长序列被报道㊂在红藻的研究中,H e等[20]成功克隆得到了坛子菜(P y r o p i ah a i t a n e n s i s)的核糖体基因簇单元的全长序列为15528b p;L i等[21]成功克隆的到了条斑紫菜(P y r o p i a y e z o e n s i s)的核糖体基因簇单元全长序列为1364~15130b p㊂L i等[22]首次利用了I G S序列进行序列对不同地点栽培坛子菜进行了研究,并发现它们的I G S序列之间存在约5%的碱基变异㊂本研究首次报道了浒苔的I G S序列和28S r D N A序列的全长序列,并最终得到浒苔核糖体基因簇单元全长序列,该结果不仅对浒苔核糖体基因簇单元序列信息进行了补充和完善,而且在本研究的基础上,我们可以对其它绿藻的核糖体基因簇单元序列进行扩增㊂既然已经证明不同地理群相同物种的I G S序列村存在较大的碱基差异,那么浒苔I G S序列的获得可为不同地理群相同绿藻的研究提供一个有效的分子标签㊂4结论本研究首次成功克隆得到了浒苔的核糖体基因簇单元全长序列并对各部分序列的碱基组成㊁G C含量及特殊结构序列进行了分析,结果表明:Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3期沈伟杰,等:浒苔(U l v a p r o l i f e r a)核糖体基因簇单元全长序列的克隆与分析493 1)浒苔核糖体基因簇单元全长序列为8948b p,其中18Sr D N A1760b p,28Sr D N A3259b p,I T S1 205b p,5.8S r D N A160b p,I T S2176b p和I G S3388b p㊂2)对浒苔核糖体基因簇单元的各部序列碱基组成分析后,发现I T S1㊁I T S2和I G S序列对胞嘧啶具有明显的偏好性,而18S r D N A和28S r D N A序列对鸟嘌呤具有明显的偏好性㊂浒苔核糖体基因簇单元全长序列的G C含量为54.12%,其中I T S1,I T S2和I G S序列的G C含量比保守序列的G C含量高,这表明内转录单元间隔区序列和基因间间隔区序列比保守序列变异率更高,进化速率更快㊂另外,I G S序列中发现大量简单的直接重复序列㊁串联重复序列㊁短对称序列和回文序列㊂本研究不仅丰富了绿藻核糖体基因序列信息库,也为绿藻的分类研究及分子鉴定提供了有效的分子工具㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] Q I A OFL,MADY,Z HU M Y,e t a l.T h e b a s i c s i t u a t i o n a n d s c i e n t i f i c c o u n t e r m e a s u r e s o f t h e o u t b r e a k o f E n t e r o m o r p h a o f t h eY e l l o wS e a i n2008[J].A d v a n c e s i n M a r i n eS c i e n c e,2008,26(3):409-410.乔方利,马德毅,朱明远,等.2008年黄海浒苔爆发的基本状况与科学应对措施[J].海洋科学进展,2008,26(3):409-410.[2] B L OM S T E RJ,BÄC KS,F E W E R DP,e t a l.N o v e lm o r p h o l o g y i n E n t e r o m o r p h a(U l v o p h y c e a 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All Rights Reserved.494海洋科学进展37卷r o s p o r ac r a s s a a n dc o m p a r i s o n w i t ho t h e ro r g a n i s m s[J].B i o c h e m i c a la n d B i o p h y s i c a lR e s e a r c h C o mm u n i c a t i o n s,1990,170(1): 187-193.[18] B U R T O N RS,M E T ZEC,F L OW E R S JM,e t a l.U n u s u a l s t r u c t u r e o f r i b o s o m a l D N A i n t h e c o p e p o d T i g r i o p u s c a l i f o r n i c u s:i n t e r-g e n i c s p a c e r s e q u e n c e s l a c k i n t e r n a l s u b r e p e a t s[J].G e n e,2005,344:105-113.[19] B HA T I AS,N E G IMS,L A K S HM I K UMA R AM M.S t r u c t u r a l a n a l y s i s o f t h e r D N A i n t e r g e n i c s p a c e r o f B r a s s i c a n i g r a:E v o l u t i o n a r yd i ve r g e n c e of t h e s p a c e r s o f t h e t h r e e d i p l o i d B r a s s i c a s p e c i e s[J].J o u r n a l o fM o l e c u l a rE v o l u t i o n,1996,43(5):460-468.[20] H EY,S H E NSD,S H E NZG.C l o n i n g a n d a p p l i c a t i o no f t h e c o m p l e t 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g1(1.S c h o o l o f B i o l o g y&B a s i cM e d i c a lS c i e n c e s,S u z h o uU n i v e r s i t y,S u z h o u215123,C h i n a;2.F i r s t I n s t i t u t e o f O c e a n o g r a p h y,MN R,Q i n g d a o266061,C h i n a;3.C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,O c e a nU n i v e r s i t y o f C h i n a,Q i n g d a o266061,C h i n a;4.L u o m aL a k eF i s h e r y M a n a g e m e n tC o mm i t t e e o f J i a n g s uP r o v i n c e,S u q i a n223800,C h i n a)A b s t r a c t:T h e f u l l-l e n g t hs e q u e n c e o f r i b o s o m a l g e n e c l u s t e r i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r t h em o l e c u l a r i d e n-t i f i c a t i o n a n d c l a s s i f i c a t i o no f a l g a e.H o w e v e r,U l v a p r o l i f e r a,am a j o r s p e c i e s f o r m i n g t h e g r e e ns e a t i d e i n t h eY e l l o wS e a,i nw h i c ht h ec o m p l e t es e q u e n c eo f r i b o s o m a l g e n ec l u s t e ru n i th a sn o tb e e nr e p o r t e d y e t.I n t h i s s t u d y,t h e f u l l-l e n g t ho f t h e r i b o s o m a l g e n e c l u s t e ru n i t o f U l v a p r o l i f e r a h a sb e e na m p l i f i e d s u c c e s s f u l l y b y m o l e c u l a r c l o n i n g t e c h n o l o g y.T h e f u l l-l e n g t hs e q u e n c eo f t h e U l v a p r o l i f e r a g e n e c l u s t e r w a s8948b p,o fw h i c h18S r D N A1760b p,28S r D N A3259b p,I T S1205b p,5.8S r D N A160b p,I T S2 176b p a n d I G S3388b p.A f t e r a n a l y z i n g t h e b a s e c o m p o s i t i o n o f e a c h p a r t o f t h e s e q u e n c e,w e f o u n d t h a t I T S1㊁I T S2a n d I G Ss e q u e n c e sh a v eo b v i o u s p r e f e r e n c e f o r c y t o s i n e,w h i l e18Sr D N Aa n d28Sr D N As e-q u e n c e sh a v e o b v i o u s p r e f e r e n c e f o r g u a n i n e.T h eG Cc o n t e n t o f t h e f u l l-l e n g t h s e q u e n c e o f U l v a p r o l i f e r a g e n e c l u s t e rw a s54.12%.T h eG Cc o n t e n 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水螅的形态结构与生命活动
水螅的繁殖
• 细心观察 水螅的运动很特别，不仅身体能伸长、缩短，还会作 全身运动，移动位置。水螅的运动有屈伸前进（尺蠖式） 和翻筋斗两种方式。你用放大镜对准吸附着水螅的水草， 耐心地观察，能看到水螅的运动。有时，它用触手和基盘 相互交替着附着在水草上，像翻筋斗那样地运动；有时， 它弯着身体，用触手附着在水草上，然后基盘向触手的方 向移动，接着触手固定在新的位置，基盘再向前移动，就 这样一屈一伸地向前运动。
示范标本
• 海蜇：属钵水母纲。身体为伞形，伞部很厚，为 半球形。上面叫上伞，下面叫下伞。下伞中部有口 腕，口腕纵分成8条，多皱折，象树根。海蜇没有 大形口，而是在口腕中有很多管，末端为小小的口， 叫做吸口。用来吸食小的浮游动植物。 • 海鳃：属珊瑚纲。群体,部分呈羽状。柄部埋于泥 沙中，有角质的中轴。 • 海仙人掌：属珊瑚纲。体呈淡黄色，棒状，分二 部分，上部为轴柱，周围着生很多水螅体，下部为 柄，无水螅体。
下列为图片为水螅的过什么部位横切片？
下列为图片为多细胞动物早期胚胎发育的哪几个主 要阶段？
指出水螅的外胚层、内胚层及中胶层。
水螅玻片标本的观察
3.水螅过精巢和卵巢切片的观察:在显微镜下 观察成熟水螅精巢的横切片，切面上精巢 近似圆锥形，由内向外依次是精母细胞、 精细胞和成熟的精子。再取成熟水螅卵巢 的横切片观察，卵巢为卵圆形，成熟的卵 巢里一般只有1个卵细胞，其余的是营养细 胞。但处在不同发育期的精巢和卵巢，其 内部生殖细胞发育程度亦有不同。 ★精巢和卵巢是从哪个胚层分化出来的？2
水螅有性繁殖一般是一年两次时间在早春和深秋在饲养水螅过程中若人工改变水温如从15以上升到20时或从20下降到15时都能引起水螅卵巢和精巢发育促使其进行有性繁殖
水螅的形态结构与生命活动
2022-2023学年福建省福州市八县(市)协作校高一11月期中生物试题
2022-2023学年福建省福州市八县(市)协作校高一11月期中生物试题1.由于生活废水的过度排放可能使水体富营养化，水体中的蓝细菌大量繁殖，出现“水华”的现象。
与黑藻相比，蓝细菌不具有的物质或结构是（）A．核糖体B．DNA C．细胞壁D．叶绿体2.苏轼的诗句“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。
”生动描写了早春的美丽景象。
下列与其相关的叙述正确的是（）A．一片江水中的所有鱼构成一个种群B．竹子的生命系统的结构层次由小到大依次为细胞→组织→器官→系统→个体C．桃花属于生命系统的器官层次D．江水等非生物不参与生命系统的组成3.下列关于细胞学说及其建立的叙述，错误的是（）A．细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的B．细胞学说的重要内容之一是动物和植物都是由细胞发育而来的C．细胞学说阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性D．细胞学说认为生物都是由细胞构成的4.仙人掌是生活在干旱地区的植物，海星是生活在水中的动物。
这两种生物的细胞中含量最多的化合物分别是（）A．蛋白质、蛋白质B．水、蛋白质C．蛋白质、水D．水、水5.使用显微镜观察细胞，当显微镜的目镜为10×，物镜为20×时，在视野直径范围内看到一行相连的16个细胞。
若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可看到这行细胞中的（）A．2个B．4个C．8个D．16个6.微量元素是生命活动所必需的，下列描述中能体现微量元素的重要性的是（）A．油菜缺少B时只开花不结果B．Mg 2+是叶绿素的组成成分，缺乏会影响植物的光合作用C．哺乳动物血液中Ca 2+含量太低，会出现肌无力的现象D．缺P会影响ATP的合成7.人们常说“碳是生命的核心元素““没有碳，就没有生命”下列关于碳的叙述错误的是（）A．碳原子在组成生物大分子有机物中具有极其巫要的作用B．以碳链为骨架的生物大分子是构成细胞生命大厦的基本框架C．构成生物大分子的基本单位是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架D．碳元素是构成细胞的鲜重和干重中含量最多的元素8.胡杨能生长在干旱、含盐量高的土壤中。
中国科学院南京地质古生物研究所
科研成就
科研成果
学术期刊
中国科学院南京地质古生物研究所据2015年12月研究所官信息显示，中国科学院南京地质古生物研究所在建 所以来，共在科学刊物上发表论文8000余篇、各种科技专著380余册；在古生物分类研究中，建立1500多个新属， 多个新种；自1956年以来，有200余项科研成果获得国家、中国科学院及省部级奖励，其中27项获国家级奖励， 特别是在早期生命起源和寒武纪大爆发、重大地史时期生物的辐射、灭绝与复苏、全球界线层型、早期植物的起 源与演化等领域获得了一系列研究成果。
二级学科博士点（3个）：古生物学与地层学、地球生物学、“矿物学、岩石学、矿床学”
博士后科研流动站（2个）：古生物学（古无脊椎动物学与古植物学）、地层学
据2015年12月研究所官信息显示，中国科学院南京地质古生物研究所共有68位在读研究生和十余位博士后及 外籍访问学者；该所先后共有1人获中国科学院院长奖学金特别奖，1篇入选江苏省2013年度优秀博士论文，1篇 入选江苏省2015年优秀硕士论文。
李四光地质科学奖获得者（1人）：沈树忠
据2015年12月研究所官信息显示，中国科学院南京地质古生物研究所共有1个国家重点实验室、1个中国科学 院重点实验室以及一个基础研究部（下设三个所研究室）。
国家重点实验室（1个）：现代古生物学和地层学国家重点实验室 中国科学院重点实验室（1个）：资源地层学与古地理学院重点实验室 所研究室（3个）：古无脊椎动物学研究室、微体古生物学研究室、古植物学与孢粉学研究室
1998年8月，成为中国科学院首批知识创新工程试点单位。
2011年，成为首批“创新2020”整体择优支持的研究所。
科研条件
人员编制
设备资源
科研部门
科研装备(4张)据2015年12月研究所官信息显示，中国科学院南京地质古生物研究所共有同位素质谱仪、气 相色谱质谱仪、场发射扫描电镜、能谱仪、透射电镜、软X射线透射仪等十几台（套）大型仪器实验设备，实现中 科院大型仪器络共享 。
中国水螅属一新种(水螅纲,水螅科)
刺丝 囊 穿刺 丝 囊 （ｔ ｏｅ ；图 ６ ２ ｓ ｎ ｃｅ ｅ ｌ ，１ ）大小 为 （０ ５～１ ．）『 × （ ． １． ４５ 』 ｍ ８ ２～１ ． ） ｍ，宽 梨 形 ， ２２
定 。作 者于 ２ （ 年 ７月在 广东 省肇 庆 市获 得 １ ０７ ） 种水
测 量数 ４ ；钩刺丝囊 （ｏ 廿 ｏｌｉ ｒ ；图 ７～ ０个 ｈ ｌ 谢１ Ｓ Ｓ ｈ ｏ Ｌ ｏ
深圳 大 学 实 验室 开 放 基金 项 目和 深圳 大 学 教 务 处 ２０ 创 新项 目资助 ． ０８ ＊通 讯 作 者 ，Ｅｍａ ： 唔 １ ＠ｓ ．ｄ ． — ｉ １８ ｚ 。ｕ ｍ ｌ ｕ 收 稿 日期 ：２ｏ—４１ ，修 订 日期 ：２ｏ ７１ ． ０８ —６ ０ ｏ８０～８
Ａ ｔ Ｚ ｏ Ｏ ｏ １ａＳ ｃ，３ （ ） ３ ｃ ｏ 瞰 ｎ ｒｉ ａ ３ ４ ：７７—７ ｌ（ ｔ ，２ ｏ ） ａ Ｉｃ ４ ｏｃ． ０ ８
ＩＳ １ （】 ７ ９ Ｓ Ｎ ０ｘ一 ３ ０
动物分类学 报
中 国水 螅 属 一 新 种 （ 螅 纲 ，水 螅 科 ） 水
陈仲 钊 汪 安 泰
规则 缠绕和纵 向缠 绕 的刺丝 囊 。粘刺 丝囊 （ ｃ ０ ｓ ａ ｈ ｕ ｉ ｚ；图 ｌ ，１ ）大 小 为 （ ． ～８４ ｍ × （ ． Ｓ ａ ｏ ０ ３ ７１ ．） ３３
～
所有 研 究 标 本 由 １只水 螅 进 行 无 性 繁 殖 而 来 。
待测水螅事 先饥饿 ｌ ，待其 身体 充分 伸展 时 测量 体 ｄ 长与触手 的长度 。利用 Ｌ ∞ ３０拍 摄 活体 形 态 ， ￡ ０ 利 用 其 软 件 精 确 测 量 精 巢 、 卵 巢 ． 大 小 。 在 的
命名。所有研究标本保存于深圳大学生命科学学院。
初一生物绿藻的特征及生活习性
初一生物绿藻的特征及生活习性在初一生物学中，我们经常会学习到各种不同的生物。
今天，我们将要探讨的是绿藻这个生物，绿藻是一类非常特殊的生物，具有许多独特的特征和生活习性。
接下来，我们将深入了解绿藻的特征以及其在自然界中的生活习性。
绿藻是一类单细胞的生物，属于植物界。
它们通常生长在水生环境中，如河流、湖泊和浅水中。
绿藻的体型较小，并且呈现出多样的形态和颜色。
它们的细胞通常圆形或椭圆形，并且具有绿色的叶绿体。
这就解释了为什么它们能够进行光合作用，同时也使它们能够吸收充足的阳光来进行生长和繁殖。
除了叶绿体，绿藻的细胞内还含有许多不同的细胞器和有机物。
例如，它们具有细胞壁，这使得它们能够保护自己不受外界环境的侵害。
此外，绿藻的细胞内还含有大量的液泡，这对于细胞内物质的储存和分解起到了重要的作用。
此外，绿藻的细胞质内还有许多细胞器，如核糖体、线粒体等，这些细胞器能够协助细胞进行各种生物化学反应。
关于绿藻的生活习性，我们可以发现，绿藻是一种非常适应环境变化的生物。
它们能够忍受各种高温、低温、酸性和碱性环境。
同时，绿藻还能在水体中生长繁殖，这是因为它们能够利用水中的养分和阳光进行光合作用。
而且，绿藻的繁殖方式多样，既可以通过有性生殖也可以通过无性生殖进行繁殖。
在有性生殖中，绿藻会通过细胞分裂和配子形成的方式进行繁殖。
这种方式使得绿藻能够产生具有更多遗传变异的后代，从而增加了它们在环境中的适应性。
另一方面，无性生殖是绿藻繁殖的常见方式之一，它通过细胞分裂的方式进行，能够快速产生大量的后代。
此外，绿藻还具有一种特殊的生活习性－－共生。
这种共生是指绿藻能够与其他生物形成共生关系，并共同生活。
最典型的例子是绿藻与水螅和水蚂蚁的共生关系。
水螅和水蚂蚁会利用绿藻提供的养分来滋养自己，并且它们的身体表面也为绿藻提供了一个良好的生长环境。
这种共生关系是双方互惠互利的，使得它们能够在自然界中相互依存，共同生存。
综上所述，绿藻是一类非常特殊的生物，它们具有许多独特的特征和生活习性。
2024版《现代分子生物学》朱玉贤第五版北大课件
新生肽链经过加工修饰，如剪切、 折叠、修饰等，成为具有生物活性 的蛋白质。
20
蛋白质翻译后加工修饰类型举例
2024/1/28
N-端fMet或Met的切除
新生肽链N-端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸通常被切 除。
二硫键的形成
半胱氨酸残基之间可以形成二硫键，对蛋白质的稳 定性和活性有重要作用。
化学修饰
生物工程
表观遗传学机制可以影响细胞的分化和发育，因此通过表观遗传学手段来改造细胞或生物体可能成为一种新 的生物工程技术。例如，利用表观遗传学手段来实现细胞重编程和再生医学应用。
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06
现代分子生物学技术应用与 发展趋势
2024/1/28
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DNA测序技术原理及应用领域拓展
DNA测序技术原理
通过特定的生物化学方法，将 DNA片段化并逐一测定其碱基序 列，从而获得完整的基因序列信
组修复等。
DNA损伤修复对于维持细胞基 因组稳定性和防止突变具有重要
意义。
2024/1/28
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基因突变与遗传多样性
基因突变是指DNA序列中碱基的替换、 插入或缺失。
基因突变是生物进化的原材料，对于 生物适应环境和进化具有重要意义。
2024/1/28
基因突变可以产生新的等位基因，增 加遗传多样性。
序列比对与注释
01
利用生物信息学方法对基因序列进行比对和注释，揭示基因功
能和进化关系。
基因表达谱分析
02
通过高通量测序技术，研究基因在不同条件下的表达谱变化，
解析基因调控网络。
蛋白质结构与功能预测
03
利用生物信息学方法预测蛋白质的三维结构和功能，为药物设
计和蛋白质工程提供理论支持。
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doi: 10.7541/2016.157基于核及叶绿体基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位陈磊磊刘俊红李全发董文芳张行潘红春(安徽师范大学生命科学学院, 重要生物资源保护与利用研究安徽省重点实验室, 生物环境与生态安全安徽省高校省级重点实验室, 芜湖 241000)摘要:研究对中国绿水螅共生绿藻的核18S rRNA基因全长序列及其叶绿体9个基因(atp A、chl B、chl N、pet A、psa B、psb A、psb C、psb D及rbc L)片段序列进行了克隆和测序, 并基于18S rRNA基因序列及叶绿体9个基因序列的整合数据分别通过最大似然法(Maximum-likelihood)和贝叶斯分析(Bayesian inference)对中国绿水螅(Hydra sinensis)共生单细胞绿藻的系统发生地位进行了探讨。
系统发生表明: (1)中国绿水螅共生绿藻属于共球藻纲(Trebouxiophyceae)小球藻目(Chlorellales), 但不属于其中的小球藻属(Chlorella); (2)来源于草履虫、水螅、地衣及银杏的共生绿藻均在共球藻纲支系,而来源于蛙类和蝾螈的共生绿藻属于绿藻纲(Chlorophyceae)支系。
无论在共球藻纲支系还是在绿藻纲支系, 不同来源的共生藻并没有排他性地聚为单系群而在系统树中与其他自由生活的绿藻混杂排列, 来自不同宿主的共生绿藻没有共同起源。
关键词: 中国绿水螅; 共生单细胞绿藻; 系统发生; 核18S rRNA基因; 叶绿体基因中图分类号: Q959.131; Q949.2 文献标识码: A 文章编号: 1000-3207(2017)06-1265-08绝大多数动物通过摄食微生物、植物或其他动物而获得能量, 但一些动物却与单细胞真核绿藻建立共生关系而获得能量补充[1—5], 即动物宿主细胞内共生一定数量的绿藻个体, 宿主为藻类提供CO2、含氮物质、矿物质、水及庇护所, 而绿藻利用光合作用为宿主提供碳水化合物、氨基酸和其他有机物营养[6, 7]。
这种共生关系是相互制约(1个动物细胞内的绿藻数量是有限度的, 同时宿主细胞又不伤害藻类)和互利互惠的, 其生物学意义非常明显[8—10], 但该类共生体的起源诱因和进化驱动、起源时间及进化机制目前仍未阐明。
到目前为止已发现6个类群的动物与单细胞真核绿藻发生共生关系: 原生动物门纤毛纲中的草履虫、小瓜子虫及聚缩虫等类群中均有与单细胞绿藻共生的物种[11—15]; 许多海绵动物体内多种类型的细胞内有绿藻共生[16, 17]; 刺胞动物门的绿水螅体内仅在内胚层皮肌细胞中有绿藻共生[18, 19], 而其他细胞内均无共生绿藻分布; 扁形动物门的绿涡虫(Cas-trada, Dalyelfia, Plwellocora和Typhloplana等属)身体微小(体长小于3 mm), 共生绿藻在其各处组织细胞中均有分布[20]; 软体动物门瓣鳃纲的一些物种的鳃组织和外套膜组织细胞内有单细胞绿藻共生其中[21]; 脊索动物门两栖纲的一些蝾螈和蛙类的卵膜和早期胚胎中分布有单细胞共生绿藻[22]。
在动物细胞和绿藻的共生关系中, 动物细胞为宿主, 共生绿藻在进化上是后来进入动物细胞的[11],因此共生绿藻起源和进化机制的相关研究可能有助于动物-绿藻共生体起源机制的探讨。
鉴于自由生活的单细胞绿藻高度多样性和传统分类学上的复杂性和低区分度、GenBank上自由生活的单细胞绿藻分子数据丰富以及共生绿藻最早来源于自由生活的单细胞绿藻这3个前提, 基于分子数据研究共生绿藻的起源和进化在当前可能不失为一种较为实际和行之有效的选择。
中国绿水螅(Hydra sine-第 41 卷第 6 期水生生物学报Vol.41, No.6 2017 年 11 月ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA N o v.,2017收稿日期: 2016-09-05; 修订日期: 2017-04-10基金项目:国家自然科学基金(31370406和31671529)资助 [Supported by the National Natural Science Foundation of China (31370406, 31671529)]作者简介:陈磊磊(1991—), 男, 安徽蚌埠人; 硕士研究生; 主要研究方向为动物分子生物学。
E-mail: chenleileiwjc@通信作者:潘红春(1969—), 男, 教授; 主要研究方向为水螅发育与共生的细胞及分子机理。
E-mail: panhongchun@nsis )体内共生的单细胞绿藻尚未鉴定和定种[19, 23],因此本研究通过核及叶绿体基因标记对中国绿水螅共生绿藻的系统发生地位进行了探讨, 为中国绿水螅共生绿藻的确切定种提供线索和基础资料。
1 材料与方法1.1 实验材料实验材料中国绿水螅(Hydra sinensis )(图 1)采集于广东省惠州市东江流域, 从野外采集的水螅活体标本中选取3只个体单独培养, 据此建立3个中国绿水螅单克隆无性繁殖系(分别命名为DJR1、DJR2及D J R 3, 原种采集地经纬度分别为113°9′E ,23°09′N; 114°45′E, 23°13′N; 115°25′E, 24°11′N)。
每天用丰年虫(Artemia sp.)幼虫喂食水螅1次, 喂食后及时更换培养液。
水螅培养液由冷却后充氧的一蒸水配制(配方为: 1 mmol/L NaCl, 1 mmol/L CaCl 2, 1 mmol/L KCl, 0.1 mmol/L MgSO 4, 1 mmol/L Tris, pH 7.4)。
中国绿水螅单克隆无性繁殖系长期保持在培养条件稳定的光照培养箱内[温度(25±0.5)℃, 光照度2000 lx, 光周期亮暗比12h 鲶12h]。
1.2 共生绿藻的分离和纯化在Mcauley 方法[24]基础上稍作修改从中国绿水螅中分离和纯化共生绿藻。
具体步骤如下: (1)活体水螅用去离子水洗3遍后, 在1 mL 去离子水中匀浆,500 r/min 速度离心5min; (2)丢弃上清, 沉淀用0.5%SDS 重悬, 500 r/min 速度离心5min; (3)丢弃上清, 沉淀用0.5% SDS 重悬, 2500 r/min 速度离心5min;(4)丢弃上清, 沉淀用去离子水重悬, 2500 r/min 速度离心5min; (5)收集绿藻沉淀备用。
1.3 共生绿藻总DNA 的抽提把适量的绿藻移入1.5 mL Eppendorf 管中,加入800 μL 在65℃水浴预热的CTAB 提取缓冲液(100 mmol/L Tris-HCl pH 8.0, 20 mmol/L EDTA-2Na, 1.4 mol/L NaCl, 2% CTAB, 使用前加入0.1%(v /v )的β-巯基乙醇)并混匀, 每隔5min 轻轻震荡几次, 20min 后12000 r/min 室温离心15min; 小心吸取上清液, 加入800 μL 酚: 氯仿(体积比1鲶1)溶液, 混匀; 12000 r/min 4℃离心10min; 小心吸取上清液,加入800 μL 氯仿, 混匀, 12000 r/min 4℃离心10min;取上清, –20℃沉淀1h 后, 12000 r/min 4℃离心10min; 弃去上清液, 用70%乙醇洗涤沉淀2次。
沉淀用冷冻干燥机干燥后溶于50 μL 去离子水中,–40℃保存备用。
1.4 共生绿藻核18S rRNA 基因及叶绿体基因的克隆和测序通过对单细胞绿藻核18S rRNA 基因及叶绿体基因相关数据进行生物信息学分析, 筛选这些基因的序列保守性区段, 据此设计了一系列引物用于中国绿水螅共生绿藻核18S rRNA 基因及叶绿体基因的PCR 扩增及测序(表 1)。
本实验所有PCR 反应的总反应体积均为50 μL, 其中含10×buffer 5.0 μL,25 mmol/L MgCl 2 6.0 μL, 2.5 mmol/L dNTP 1.2 μL,引物(10 μmol/L)各1 μL, Taq DNA 聚合酶1.2 μL (TaKaRa, 5 U/μL), DNA 模板6 ng, 使用灭菌去离子水将反应总体积补至50 μL 。
反应体系在94℃预变性5min, 然后进入如下循环: 94℃变性30s, 45℃退火30s, 72℃延伸60s, 循环次数为35, 循环结束后再72℃延伸8min 。
扩增产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳,然后在凝胶成像系统上检测。
PCR 产物首先经切胶纯化后与pMD18-T 克隆载体连接, 连接液转化E.coli JM109菌株。
菌落PCR 方法筛选阳性克隆, 阳性克隆送往上海生工生物工程技术服务有限公司进行双向测序。
1.5 生物信息学分析将测序得到的中国绿水螅共生绿藻核18S rRNA 基因及叶绿体基因核酸序列在NCBI 网站分别进行核酸序列BLAST 在线分析, 获得相应的同源序列;再将共生绿藻核18S rRNA 基因及叶绿体基因核酸3 mm10 µm10 µm20 µmGA ENME ECBDC A图 1 中国绿水螅及其共生绿藻Fig. 1 Hydra sinensis and its symbiotic green algae A. 中国绿水螅; B. 中国绿水螅冰冻切片; C. 中国绿水螅活体内的共生绿藻; D. 分离纯化的共生绿藻; EC. 外胚层; ME. 中胚层;EN. 内胚层; GA. 消化循环腔A. H. sinensis ;B. frozen section of H. sinensis ;C. symbiotic algae of in vivo H. sinensis ;D. symbiotic algae separated and purified from green hydra; EC. ectoderm; ME. mesoderm; EN. entoderm;GA. gastrovascular cavity1266水 生 生 物 学 报41 卷序列分别与其同源核酸序列数据通过Clustal 1.8软件进行比对。
基于核18S rRNA基因序列数据进行分子系统发生分析时, 内群包括不同来源的共生绿藻的26个同源序列、共球藻纲(Trebouxiophyceae)的12个同源序列及绿藻纲(Chlorophyceae)的15个同源序列,外群为来自石莼纲(Ulvophyceae)的1个同源序列。