几种异尖科线虫线粒体基因组序列测定及系统发育研究

发布时间：2017-09-29 14:29

  本文关键词：几种异尖科线虫线粒体基因组序列测定及系统发育研究

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【摘要】：异尖线虫主要寄生于海鱼、海洋哺乳动物、海鸟和人类,呈世界性分布。人体异尖线虫病主要是食入含有某些异尖科线虫活的三期幼虫的海鱼所引起的一种食源性疾病,可引起人的急腹症和过敏性症状。目前,已报道可引起人体异尖线虫病的虫种主要有4个属:即异尖线虫属(Anisakis)、对盲囊线虫属(Contracaecum)、伪地新线虫属(Pseudoterranova)和宫脂线虫属(Hysterothylacium)。对异尖线虫进行准确的鉴定和分类是诊断、防治和控制异尖线虫病的前提和基础。由于形态学(易受环境影响)和少量基因片段序列(缺乏有效的遗传信息位点)在分类上的局限性,异尖科线虫分类和其高级阶元的系统发育仍颇具争议。线粒体基因组序列是研究寄生虫分子分类、群体遗传、系统进化的一种很好的分子标记,然而关于异尖科这一重要类群线粒体基因组的研究较少,目前仅4种异尖科线虫线粒体基因组被解码。本研究的第一部分是对伪地新线虫复合种(Pseudoterranova decipiens complex)线粒体全基因组进行长PCR扩增,测序得到6种伪地新线虫线粒体全基因组,分别为P.azarasi 13,954 bp;P.bulbosa 13,957 bp;P.cattani 13,950 bp;P.decipiens s.l 13,965 bp;P.decipiens s.s 13,962 bp;P.krabbei 13,948 bp(Gen Bank注册号为NC_027163,KU558720,KU558721,KU558722,KU558723和KU558724),均含有36个基因,其中12个蛋白编码基因,22个t RNA基因以及2个r RNA基因,且与其它线虫一样缺乏atp8基因,所有基因均为单向转录。6个伪地新线虫线粒体基因组的序列差异在3.8~9.4%之间,12个蛋白质编码基因的核苷酸和氨基酸序列的差异性分别在3.8~25.8%和1.7~9.1%之间。在12个编码蛋白质的基因中,多以ATT、ATA和TTG作为蛋白质翻译的起始密码子,以TAA和TAG作为终止密码子,而cox1,cox2,cox3,nad5和nad4L基因在蛋白质翻译终止时使用了不完整密码子T和TA。基于线粒体全基因组蛋白编码基因的氨基酸串联序列,利用Bayes、MP和ML法对伪地新线虫及其它24种蛔虫进行了系统发育关系重建,结果显示:三种方法所绘制的进化树拓扑结构一致,证实了伪地新线虫复合种包含了6个种,且伪地新属与异尖属的亲缘关系较近而与对盲囊属的亲缘关系较远。本研究的第二部分对欧氏对盲囊线虫复合种(Contracaecum ogmorhini)线粒体全基因组进行长PCR扩增,测序得到3个欧氏对盲囊线虫线粒体全基因组,分别为来自南半球南非的Arctocephalus pusillus pusillus(样本代码Co APP),澳大利亚的Arctocephalus pusillus doriferus(样本代码Co APD)和来自北半球加拿大的海狮Zalophus californianus(样本代码Co ZC),线粒体基因组全长分别为为14,012 bp,14,019bp和14,010 bp(Gen Bank注册号KU558725,KU558726和KU558727),共包含36个基因,其中12个蛋白编码基因,22个t RNA基因以及2个r RNA基因。序列分析表明Co APD和Co APP线粒体基因组差异性为0.6%(93个核苷酸替换),Co APP和Co ZC线粒体基因组差异性为1.7%(244个核苷酸替换),Co APD和Co ZC线粒体基因组差异性为1.7%(243个核苷酸替换);对蛋白质编码基因的核苷酸和氨基酸序列进行分析,Co APD和Co APP的差异为0.6%和0.9%,Co APP和Co ZC的差异为1.8%和1.1%,Co APD和Co ZC的差异为1.8%和1.0%。且对于欧氏对盲囊线虫系统发育关系的研究结果显示南北半球欧氏对盲囊线虫的亲缘关系非常接近,因此建议南北半球的欧氏对盲囊线虫为同一个种。本研究的第三部分以异尖科线虫作为研究对象,以线粒体基因组为主要研究内容,利用比较线粒体基因组学和生物信息学等手段分析了异尖科线虫线粒体基因组的特征;并基于线粒体基因组蛋白质编码基因的氨基酸序列对蛔目线虫的系统发育关系进行了研究。结果显示异尖科线虫线粒体基因组均是呈负AT偏斜和正GC偏斜,异尖科线虫线粒体基因组并不存在基因重排现象,基因排列为GA3型;利用线粒体基因组数据构建的蛔目系统发育结果强烈支持蛔虫总科和异刺总科为单系的假说。本研究解码的7种异尖线虫线粒体基因组,均为国际上首次解码和分析,因此,本研究结果不仅丰富了线虫线粒体基因组资料和数据,而且为异尖线虫群体遗传学、分子分类学、系统发育学、分子进化等研究及线虫病分子流行病学调查提供了数据支持。
【关键词】：异尖线虫 线粒体基因组 比较线粒体基因组学 种系发育关系
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S852.7
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 英文缩写对照表8-12
• 1 前言12-15
• 2 材料与方法15-31
• 2.1 实验材料15-18
• 2.1.1 标本的采集、保存与鉴定15
• 2.1.2 仪器和试剂15-17
• 2.1.3 溶液和培养基的配制17
• 2.1.4 相关生物信息学软件及在线网址17-18
• 2.2 实验方法18-26
• 2.2.1 虫体总DNA的提取18-20
• 2.2.2 引物设计与合成20-23
• 2.2.3 线粒体全基因组DNA的PCR扩增与测序23-25
• 2.2.4 PCR纯化产物的连接25
• 2.2.5 重组质粒的转化25-26
• 2.2.6 重组质粒的PCR鉴定26
• 2.2.7 测序26
• 2.3 数据处理和分析26-31
• 2.3.1 测序数据的处理和序列拼接26
• 2.3.2 线粒体基因组的基因定位及注释26-27
• 2.3.3 线粒体基因组的生物信息学分析27
• 2.3.4 系统发育分析27-31
• 3 结果及分析31-71
• 3.1 长PCR扩增结果31-34
• 3.2 测序结果及序列拼接34-35
• 3.4 异尖线虫线粒体基因组的基本特征35-59
• 3.4.1 Pseudoterranova azarasi线粒体基因组的基本结构和特征35-38
• 3.4.1.1 核苷酸组成及密码子使用37
• 3.4.1.2 蛋白质编码基因37
• 3.4.1.3 t RNA和r RNA基因37-38
• 3.4.1.4 非编码区38
• 3.4.2 Pseudoterranova bulbosa线粒体基因组的基本结构和特征38-41
• 3.4.2.1 核苷酸组成及密码子使用40
• 3.4.2.2 蛋白质编码基因40
• 3.4.2.3 t RNA和r RNA基因40-41
• 3.4.2.4 非编码区41
• 3.4.3 Pseudoterranova cattani线粒体基因组的基本结构和特征41-44
• 3.4.3.1 核苷酸组成及密码子使用43
• 3.4.3.2 蛋白质编码基因43
• 3.4.3.3 t RNA和r RNA基因43-44
• 3.1.3.4 非编码区44
• 3.4.4 Pseudoterranova decipiens s.l线粒体基因组的基本结构和特征44-47
• 3.4.4.1 核苷酸组成及密码子使用46
• 3.4.4.2 蛋白质编码基因46
• 3.4.4.3 t RNA和r RNA基因46-47
• 3.4.4.4 非编码区47
• 3.4.5 Pseudoterranova decipiens s.s线粒体基因组的基本结构和特征47-50
• 3.4.5.1 核苷酸组成及密码子使用49
• 3.4.5.2 蛋白质编码基因49
• 3.4.5.3 t RNA和r RNA基因49-50
• 3.4.5.4 非编码区50
• 3.4.6 Pseudoterranova krabbei线粒体基因组的基本结构和特征50-53
• 3.4.6.1 核苷酸组成及密码子使用52
• 3.4.6.2 蛋白质编码基因52
• 3.4.6.3 t RNA和r RNA基因52
• 3.4.6.4 非编码区52-53
• 3.4.7 欧氏对盲囊线虫复合种线粒体基因组的基本结构和特征53-59
• 3.4.7.1 核苷酸组成及密码子使用57
• 3.4.7.2 蛋白质编码基因57-58
• 3.4.7.3 t RNA和r RNA基因58
• 3.4.7.4 非编码区58-59
• 3.5 异尖线虫比较线粒体基因组学研究59-66
• 3.5.1 异尖线虫线粒体基因组的大小59
• 3.5.2 异尖线虫线粒体基因组的基因59-60
• 3.5.3 异尖线虫线粒体基因组的核苷酸组成60-62
• 3.5.4 异尖线虫线粒体基因组起始及终止密码子的使用62-65
• 3.5.5 异尖线虫线粒体t RNA和r RNA二级结构65
• 3.5.6 异尖线虫密码子使用偏性65-66
• 3.6 异尖线虫系统发育研究66-71
• 4 讨论与结论71-75
• 4.1 讨论71-73
• 4.2 结论73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-83
• 附录 攻读硕士学位期间论文发表情况和获奖情况83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈红玲,林瑞庆,李国清,翁亚彪,宋慧群,朱兴全;欧氏和玛氏对盲囊线虫线粒体nad1基因部分序列的比较研究[J];中国兽医杂志;2005年05期

2 ;Analysis of Synonymous Codon Usage Bias in Chlamydia[J];Acta Biochimica et Biophysica Sinica;2005年01期

，

本文编号：942528