基因进化

摘要： 【目的】为探究香蕉中蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferases,PRMT)的蛋白功能特征、表达模式以及植物PRMT5的进化关系,以便从分子和基因层面揭示香蕉抗逆机理。【方法】利用生物信息学方法对香蕉A(Musa acuminata)、香蕉B(Musa balbisiana)和阿宽蕉(Musa itinerans)PRMT家族进行全基因组鉴定,对其蛋白质理化性质、系统进化树、保守基序、蛋白结构域、启动子响应元件预测、蛋白互作、共线性和低温转录组表达模式进行系统分析,并对30种植物的PRMT5基因进行进化分析。【结果】3种香蕉中均存在8个PRMT家族成员,蛋白结构域和精氨酸甲基化相关,亚细胞定位主要在叶绿体和细胞膜上。系统进化树显示香蕉PRMT分为5个亚族,且与拟南芥和水稻PRMT同源性高;启动子中含有光响应、逆境胁迫响应和植物激素响应元件。香蕉物种内共线性分析结果显示,基因复制事件分别发生1、2、0次,与拟南芥进行物种间共线性分析证明,香蕉A和B之间亲缘关系最近。低温转录组表明香蕉PRMT成员中呈现出两大类不同的表达模式:第Ⅰ类大致在0°C和4°C时表达量高,说明低温促进第Ⅰ类基因表达;第Ⅱ类基因中MiPRMT5、MiPRMT7、MiPRMT3、MiPRMT8和MaPRMT2这5个基因在13°C时表达量最高,其余温度下表达量较低或不表达。PRMT5进化分析结果表明,同科植物在进化过程中基因功能多样化表达,该基因兼具多样性与保守性。【结论】PRMT在香蕉中参与精氨酸甲基化和DNA损伤修复,参与非生物胁迫并响应脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸等物质的代谢通路,从而发挥逆境防御等功能。结合低温转录组数据,表明不同梯度的低温可能会调控不同的PRMT基因表达,使其适应多种冷胁迫条件,提高自身抗逆性。PRMT5进化分析结果显示,香蕉PRMT5在进化过程中相对独立,与其他植物亲缘关系较远,推测香蕉中该基因编码蛋白在进化过程中出现较大的功能分化。

摘要： 犬流感(CI)是由犬流感病毒(CIV)引起的以呼吸道症状为主的犬类传染性疾病。2004年,在犬体内发现马源犬流感病毒后,人源、猪源、禽源等多种不同动物来源的犬流感病毒相继出现。这些病毒在犬体内复制、重配,甚至通过犬传播至其他宿主,对其他动物造成威胁。文章以犬流感的进化过程为基础,分析流感病毒在宿主改变过程中发生的对犬的适应性变化,以及不同犬流感的重点防治方向。

摘要： 研究在分析鱼类Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因系统进化基础上,以有肌间骨的团头鲂(Megalobramaamblycephala)和无肌间骨的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为研究对象,探究了Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因在二者不同发育阶段及不同部位肌肉组织中的表达模式.系统进化分析结果显示,胶原蛋白基因col1a1、col1a2和col2a1在有刺鱼和无刺鱼中均各自聚为一支,团头鲂和罗非鱼3个基因的氨基酸同源性都在90％以下.不同部位肌肉组织(背部上方、尾部上方和尾部下方)的基因表达结果显示,团头鲂col1a1a和col1a1b基因与罗非鱼该同源基因col1a1在不同肌肉组织中的表达模式存在明显差异.在团头鲂中,Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因在背上肌肉中的表达量高于尾部;而在罗非鱼中,其表达模式则相反.团头鲂和罗非鱼不同发育时期的基因定量结果显示:团头鲂col1a1a和col2a1b基因的表达在肌间骨出现以前(15 dph)和基本出现之后(50 dph)显著(P＜0.01)增加,且Ⅰ型胶原蛋白基因和col2a1b的相对表达量在不同时期差异明显,其中col1a1a基因在50 dph的表达丰度极高;与团头鲂相比,罗非鱼中相应基因的表达量变化较小,整体波动不大.研究揭示了Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白在有刺鱼与无刺鱼肌肉中的表达模式,结果表明col1a1在团头鲂和尼罗罗非鱼两种鱼类中表达模式显著不同(P＜0.01),推测其与肌间骨发育潜在相关.

摘要： 目的 研究未接受抗反转录病毒治疗的HIV-1感染者pol基因进化特征,并用贝叶斯合并理论推断感染时间,为艾滋病疫情评估提供依据.方法 募集5例未接受抗反转录病毒治疗的HIV-1感染者,定期随访并采集血样,用RT-PCR法扩增pol基因片段,分析基因型耐药突变;采用贝叶斯合并理论分析毒株进化关系,构建最大可信(MCC)进化树,推测其最近共同祖先株形成时间,进而推断感染时间.结果 5例HIV-1感染者均为男性,年龄为27～50岁.每例感染者有5～9个采样时间点,其pol基因序列各自聚集成一个独立的次级进化簇(后验概率值为100％).1例急性期感染者携带传播性耐药突变(M46I突变),并表现出快速疾病进展和准种病毒变异特征.推断3例急性期感染者的感染时间为HIV抗体初筛有反应前1～5个月;2例初检即确证病例感染时间分别为HIV抗体初筛有反应前14个月和前7个月.结论 运用贝叶斯合并理论分析HIV-1感染者pol基因进化情况,可大致推断感染时间,有助于艾滋病疫情形势研判.

摘要： "进化的单元可能既不是物种,也不是群体,甚至也不是个体,而是基因。"——理查德·道金斯基因作为生物体携带和传递遗传信息的基本单位,本应仅存在于有机生命体及遗传学说之中。可不知道为什么,当纬湃科技中国区总裁顾睿华,与纬湃科技新能源科技事业部亚洲区总经理郁昌松二人,掀开绸布的瞬间。

摘要： 目的 研究2017-2018年佛山市活禽交易市场禽流感病毒检出率、混合流行情况和基因变异分析,评估活禽市场禽流感的潜在风险.方法 采用荧光PCR检测2017年4月至2018年3月间1 440份活禽交易市场环境监测标本,对部分H9N2阳性标本进行血凝素(hemagglutinin,HA)全长测序,结合采集时间、采集地点、标本种类和基因进化情况综合分析.结果 1 440份标本中甲型流感阳性422份.阳性标本中检出H9N2单独阳性标本213份(213/422,50.47％),混合阳性标本38份(38/422,9.00％).H5N6单独阳性标本44份(44/422,10.43％),混合阳性标本26份(26/422,6.16％).H7N9单独阳性标本4份(4/422,0.95％),混合阳性标本16份(16/422,3.79％).来自外环境标本混合阳性检出率明显高于来自活禽标本(14.7％vs 1.75％,x2=20.10,P＜0.01),零售市场混合阳性检出率高于批发市场但无明显差异(13.46％vs 8.18％,x2=1.97,P=0.1602).9株测序的H9N2标本HA基因序列与国内疫苗株共同处于h9.4.2亚分支上.结论 H9N2亚型禽流感病毒在佛山市活禽市场中存在比例较高,是与其他禽流感病毒混合感染率最高的亚型,后期应重点监测.

摘要： 1人类世的共同进化人类作为地球上具有最强进化力量的物种导致了广泛的生态进化和环境变化,这是人类世生物圈的一个基本特征,对政策和治理产生重大影响。现在,人类的行为决定了基因进化,从基因的水平到生物圈的水平。同时,人类文化进化在全球化的背景下发展,具有空前的交流能力和变化速度。文化变化不仅是环境变化的驱动因素,而且其本身也受到持续的环境变化的影响。

摘要： 为探究RNase 1在鱼类食性适应性进化中的作用,对不同食性的9种鲤科鱼类,包括草食性的草鱼(Ctenopharyngodon idella)和团头鲂(Megalobrama amblycephala)、杂食性的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、鲤(Cyprinus carpio)、黄尾鲴(Xenocypris davidi)和斑马鱼(Danio rerio)以及肉食性的翘嘴鲌(Culter alburnus)和鳡(Elopichthys bambusa)的RNase 1基因进行鉴定、序列特征分析、进化规律及组织表达模式分析。研究结果显示,与哺乳动物不同,9种鲤科鱼类基因组中只存在1个RNase 1基因,序列同源性高,且具有RNase A超家族的序列特征,包括N端信号肽序列,6个间隔的半胱氨酸残基,3个催化碱基形成的催化三联体和“CKXXNTF”序列;系统发育树显示,硬骨鱼和哺乳动物的RNase 1聚为不同分支,鲤科鱼类单独聚为一支;qRT-PCR结果显示,植食性的团头鲂和草鱼、杂食性的鳙和肉食性的翘嘴鲌的RNase 1基因在不同组织中的表达模式各不相同,4种鱼类在肝脏中相对表达量高,在团头鲂和翘嘴鲌的脾脏中表达量也高。以上结果表明,鲤科鱼类的RNase 1的进化与物种食性的关联性不大,但符合物种进化的规律。

摘要： 早期进化分析表明消化酶基因--胰核糖核酸酶基因(RNASE1)重复与消化系统的功能适应紧密相关,是研究基因进化以及新功能产生的一个重要基因家族.本研究中对消化系统简单的食肉目物种的RNASE1基因进行研究,结果在犬型超科中的鼬科,浣熊科,小熊猫和臭鼬科的四个科物种中发现了基因重复和假基因化,而且基因重复在四个科独立发生.并提出正选择作用是多个RNASE1基因出现的主要驱动力.此外,通过组织特异性表达研究,发现新产生的基因拷贝都在除肠道以外的组织中表达,包括肺,肌肉和脾脏.这些结果表明该基因在这四个科中中可能产生了新的功能。

摘要： 为研究广西猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)流行毒株的遗传进化情况,对2006年-2016年间,来自广西各地的部分PRRSV阳性病料进行了病毒Nsp2、ORF5、ORF6、ORF7基因的扩增、测序及进化分析.结果表明,获得的Nsp2、ORF5、ORF6、ORF7基因序列分别为158、215、144、222个,均为美洲型毒株;Nsp2、ORF5、ORF6、ORF7基因核苷酸及其推导氨基酸序列的同源性分别为86.8％～100％和61.7％～100％、80.8％～100％和80.5％～100％、90.6％～100％和89.9％～100％、85.6％～100％和87.1％～100％;基于Nsp2、ORF5、ORF6及ORF7基因核苷酸序列分别绘制的进化树可将所有毒株分为6个亚群,而广西流行的PRRSV毒株主要分布在以JXA1株为代表的亚群6.Nsp2、ORF5、ORF6和ORF7的平均进化速率分别为1.69x10-1、1.58x10-2、9.7lx10-4、1.86x10-3substitutions/site/year.Nsp2基因最容易发生变异,其次是ORF5基因与ORF7基因,而ORF6基因最稳定.本研究为掌握PRRSV的分子流行病学及遗传进化规律提供了相关的基础数据.

摘要： 目的：了解濮阳地区手足口病患者标本中分离的肠道病毒71型(EV71)病毒全基因组特征. 方法：选取市辖区内部分手足口病肠道病毒EV71型核酸阳性标本,使用RD(human rhabdomyosarcom人横纹肌肉瘤)细胞进行病毒培养,RT-PCR型别鉴定,对分离得到的7株EV71型毒株通过12对引物进行分段扩增,扩增产物进行EV71型全基因组序列测定和基因进化特性分析,利用生物信息学软件对序列进行分析并构建EV71病毒在濮阳地区的分类和发育图谱. 结果：对7株EV71病毒进行系统发育树构建,7株EV71病毒在分类上均属于C4亚型C4a分支.在发育相似度上主要分为两大类,其中的PY464与宁波2010年的NINGBO.CHN/065/2010EV71分离株相似度最高,而其他6株呈现聚类,与山东临沂的EV71SDLY107分离株相似度最高.在同一时期、同一地区,轻重症病例分离到的毒株VP1区段没有差别,而全基因区段存在一定的差别,这些位置的变异很可能是导致轻重症病例的关键. 结论：在同一地区,手足口病毒在同一时期亦呈现出某一种病毒为主的流行趋势.

摘要： 将EIAV驴白细胞弱毒疫苗株在驴胎皮肤细胞中连续传代，分别提取第13、18、21、23、26代病毒培养物的前病毒DNA，以LTR特异性引物PCR扩增前病毒LTR，并进行克隆及测序分析。与本实验室已测定的驴白细胞毒株LTR的序列比较发现，驴胎皮肤细胞毒株LTR的U3负调节区出现大段的插入、点突变、缺失，U3增强子区变异较小。将LTR片段插入到pCAT-basic载体CAT报告基因前，瞬时转染驴胎皮肤细胞，通过检测CAT表达量来评价LTR的启动子活性。驴胎皮肤细胞毒株LTR的启动子活性随着病毒传代次数的增加而逐渐增强，而驴白细胞弱毒株LTR的启动子活性很低。

摘要： 将EIAV驴白细胞弱毒疫苗株在驴胎皮肤细胞中连续传代，分别提取第13、18、21、23、26代病毒培养物的前病毒DNA，以LTR特异性引物PCR扩增前病毒LTR，并进行克隆及测序分析。与本实验室已测定的驴白细胞毒株LTR的序列比较发现，驴胎皮肤细胞毒株LTR的U3负调节区出现大段的插入、点突变、缺失，U3增强子区变异较小。将LTR片段插入到pCAT-basic载体CAT报告基因前，瞬时转染驴胎皮肤细胞，通过检测CAT表达量来评价LTR的启动子活性。驴胎皮肤细胞毒株LTR的启动子活性随着病毒传代次数的增加而逐渐增强，而驴白细胞弱毒株LTR的启动子活性很低。

摘要： 采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,以肝脏总RNA为模板,对泰和乌骨鸡、隐性白羽肉鸡腺苷琥珀酸裂解酶基因(ADSL)编码区序列进行克隆和测序;并结合GenBank中已提交的家鸡、鱼类、哺乳动物和人类等ADSL基因序列,采用基于最大似然法的密码子置换模型分析ADSL基因编码区序列在进化过程中承受的选择压力.结果RT-PCR方法准确获得了泰和乌骨鸡和隐性白羽肉鸡ADSL基因编码区序列,全长为1380bp."分支特异模型"检验结果表明ADSL基因在不同物种进化过程中较为保守,未受到正选择作用.鸡ADSL基因序列的"位点特异模型"检验未发现正选择位点.研究结果有助于了解鸡ADSL基因的结构及进化历程。

摘要： 采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,以肝脏总RNA为模板,对泰和乌骨鸡、隐性白羽肉鸡腺苷琥珀酸裂解酶基因(ADSL)编码区序列进行克隆和测序;并结合GenBank中已提交的家鸡、鱼类、哺乳动物和人类等ADSL基因序列,采用基于最大似然法的密码子置换模型分析ADSL基因编码区序列在进化过程中承受的选择压力.结果RT-PCR方法准确获得了泰和乌骨鸡和隐性白羽肉鸡ADSL基因编码区序列,全长为1380bp."分支特异模型"检验结果表明ADSL基因在不同物种进化过程中较为保守,未受到正选择作用.鸡ADSL基因序列的"位点特异模型"检验未发现正选择位点.研究结果有助于了解鸡ADSL基因的结构及进化历程。

摘要： 采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,以肝脏总RNA为模板,对泰和乌骨鸡、隐性白羽肉鸡腺苷琥珀酸裂解酶基因(ADSL)编码区序列进行克隆和测序;并结合GenBank中已提交的家鸡、鱼类、哺乳动物和人类等ADSL基因序列,采用基于最大似然法的密码子置换模型分析ADSL基因编码区序列在进化过程中承受的选择压力.结果RT-PCR方法准确获得了泰和乌骨鸡和隐性白羽肉鸡ADSL基因编码区序列,全长为1380bp."分支特异模型"检验结果表明ADSL基因在不同物种进化过程中较为保守,未受到正选择作用.鸡ADSL基因序列的"位点特异模型"检验未发现正选择位点.研究结果有助于了解鸡ADSL基因的结构及进化历程。

摘要： 本发明提供了一种对基因启动子进行定向进化的方法，该方法包括：用易错PCR技术扩增启动子，获得一组突变频率较高的启动子序列；用DNA改组技术去除有害突变，集合有益突变，获得改组的启动子；重组启动子和半乳糖苷酶基因组成表达盒转化宿主细胞，通过蓝白斑筛选和酶活测定获得目标突变启动子。本发明的方法不需要分析基因启动子的功能区域，成本低，高效快捷，操作简便，成功率高，适合于对大肠杆菌或其他细菌、真菌和哺乳动物细胞的基因启动子定向进化。

摘要： 本发明涉及分子生物技术领域，尤其涉及一种多鱗鯔鰕虎魚线粒体基因组全序列引物及设计、系统进化分析全序列扩增方法，包括如SEQ ID NO.1~24所示的十二对引物。本发明解决了目前没有能够对多鱗鯔鰕虎魚进行线粒体基因组全序列扩增的问题，具有（1）一次性扩增出其线粒体基因组，通过测序拼接能够快速获得其基因组全序列，便捷高效的优点；（2）提供一种多鱗鯔鰕虎魚线粒体基因组全序列引物，省时省力，且节约试剂成本；（3）提供的多鱗鯔鰕虎魚线粒体基因组全序列引物的系统分析方法为多鱗鯔鰕虎魚群体遗传、种质资源保护和可持续开发利用以及鰕虎魚类的系统发育研究提供了重要的分子手段及数据积累等优点。

摘要： 本发明公开了一种草铵膦脱氢酶突变体、基因工程菌及一锅法多酶同步定向进化方法。所述草铵膦脱氢酶突变体由来源于荧光假单胞菌的草铵膦脱氢酶第164位氨基酸由丙氨酸突变为甘氨酸所得，第205位精氨酸突变为赖氨酸，第332位苏氨酸突变为丙氨酸获得的所得，氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。所述基因工程菌为将所述草铵膦脱氢酶突变体的基因导入宿主细胞。宿主细胞中还可以将葡萄糖脱氢酶的编码基因或甲酸脱氢酶的编码基因也导入，进行同步定向进化，使双基因过表达。本发明一锅法多酶同步定向进化方法可以筛选到活性大大提高的基因工程菌。本发明L‑PPT制备方法与转氨酶等催化工艺相比，工艺相对简单，原料转化率高，转化率可达100％，且立体选择性高。

摘要： 本发明公开了一种旱柳抗逆快速进化基因的发掘方法，本发明的旱柳抗逆快速进化基因的发掘方法能够快速、高效、准确的发掘出旱柳的抗逆快速进化基因，为旱柳遗传育种提供丰富的材料基础以应用于抗逆性良好、适应性强的柳树品种选育中。本发明解决了传统的柳树抗逆性基因的发掘效率低且速度慢的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于自适应基因长度差分进化算法的海底路径规划方法，包括下述步骤：海底三维模型的建立；将水下三维环境模拟成一个长方体空间，障碍物分布在海底和悬浮在水下空间中，建立直角坐标系X‑Y‑Z；网格化问题空间为数个边长为r的正方体网格，障碍物的信息就放在这些正方体的顶点上，而且选择的路径点同样分布在正方体的顶点上；正方体的边长r可调节，如果问题空间较小，则其值也同样较小；本发明的初始路径的选取采用快速寻路模型，减少以往算法中随机选取初始路径的不稳定性，使得初始路径的选取更有利于寻出最优路径，从而增加寻路速度。

摘要： 本发明公开了一种旱柳抗逆快速进化基因的发掘方法，本发明的旱柳抗逆快速进化基因的发掘方法能够快速、高效、准确的发掘出旱柳的抗逆快速进化基因，为旱柳遗传育种提供丰富的材料基础以应用于抗逆性良好、适应性强的柳树品种选育中。本发明解决了传统的柳树抗逆性基因的发掘效率低且速度慢的问题。

摘要： 本发明涉及生物工程技术领域，公开了一种漆酶定向进化方法及突变漆酶基因、表达载体、重组菌株及其脱毒黄曲霉毒素应用，所述漆酶的氨基酸序列如SEQ ID No:1所示，所述SEQ ID No:1中第235位氨基酸由Ser变为Pro得到突变漆酶，所述突变漆酶的氨基酸序列如SEQ ID No:3所示。本发明的有益效果在于：本发明以在Pichiapastoris中异源表达的漆酶为基础，通过定点饱和突变，并在P.pastoris中异源表达突变漆酶基因，构建了一个“小而精”的饱和突变体文库；最终通过筛选获得了一株重组毕赤酵母突变菌株，其发酵产生的酶蛋白脱毒AFB1的效率提升至1.34倍，突变体蛋白可应用于生物乙醇制备过程中干酒糟及其可溶物(DDGS)中AFB1的同步脱毒。

摘要： 本发明公开了一种批量计算基因组直系同源基因进化速率的方法。本发明所提供的计算基因组直系同源基因进化速率的方法综合运用了基于Blast成对比对结果后进行聚类搜索直系同源基因的InParanoid程序，基于多序列比对分析的MUSCLE程序，基于编码蛋白DNA序列之间的比较来评估同义和非同义替代比率的PAML软件包yn00程序，以及结合Perl脚本语言编程等方法。实验证明，本发明所提供的批量计算基因组直系同源基因进化速率的方法比较系统，检测基因组计算基因组直系同源基因进化速率各参数值的重复效果好，速度快，易实现批量化、自动化和流程化。

摘要： 本发明公开了一种批量计算基因组直系同源基因进化速率的方法。本发明所提供的计算基因组直系同源基因进化速率的方法综合运用了基于Blast成对比对结果后进行聚类搜索直系同源基因的InParanoid程序，基于多序列比对分析的MUSCLE程序，基于编码蛋白DNA序列之间的比较来评估同义和非同义替代比率的PAML软件包yn00程序，以及结合Perl脚本语言编程等方法。实验证明，本发明所提供的批量计算基因组直系同源基因进化速率的方法比较系统，检测基因组计算基因组直系同源基因进化速率各参数值的重复效果好，速度快，易实现批量化、自动化和流程化。

摘要： 本发明公开了一种基于基因进化算法的动态深度分析引擎构建方法，属于软件分析技术领域，主旨在于解决现有动态分析技术代码覆盖率与恶意行为触发率偏低的问题，主要方案包括步骤1：对被测试Android应用进行UI层级捕捉来获取被测试Android应用中的UI组件信息，得到UI层级信息。步骤2：通过注入事件函数来实现指定UI事件触发。步骤3：捕获软件动态行为特征数据并利用神经网络模型实现恶意行为动态检测。步骤4：使用基因进化算法生成并筛选事件函数序列，并通过反馈调节更改注入的事件函数。本发明最终在检测恶意行为的同时通过与反馈调节相结合实现UI事件序列的动态优化，实现高触发率的基于动态分析的Android恶意软件识别。