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1、第38卷第4期水生生物學(xué)報(bào)Vo1.38.NO.42014年7月ACTAHYDR0BIOLOGICASINICAJu1.,2014doi:10.7541/2014.94鳙Sox基因克隆及序列進(jìn)化分析郭穩(wěn)杰,2俞小牧童金茍(1.中國科學(xué)院水生生物研究所,武漢430072;2.中國科學(xué)院大學(xué),北京100049)摘要:利用簡(jiǎn)并引物SoxN和Sox9在鳙基因組DNA中進(jìn)行PCR擴(kuò)增和產(chǎn)物克隆測(cè)序,并對(duì)序列進(jìn)行同源性比較和系統(tǒng)進(jìn)化分析。結(jié)果表明本文鑒定出鳙15個(gè)Sox基因HMG盒序列,分別屬于SoxB、SoxC和SoxE組,依據(jù)斑馬魚同源基因?qū)⑵?/p>
2、分別命名為Soxla、Soxlb、Sox2、Sox3、Sox4a、Sox4b、Sox9a、Sox9b、Soxl0、Soxllb、Sox12、Sox14a、Soxl4b、Soxl9和Sox21a?;邝桶唏R魚Soxl、Sox4和Sox9基因核苷酸序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示這3個(gè)Sox基因的復(fù)制時(shí)間發(fā)生在鳙和斑馬魚的分化之前,結(jié)果支持了魚類特異的基因組復(fù)制假說。以Soxla、Soxlb和Sox4基因?yàn)榉肿隅姌?biāo)記構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹探討鳙和斑馬魚的分化時(shí)間,結(jié)果顯示,同屬于鯉科魚類的鳙(鯉亞科)和斑馬魚(魚丹亞科)在原始的魚丹亞科魚類中存在一個(gè)共
3、同祖先,大約出現(xiàn)在63.7百萬年前。研究結(jié)果為進(jìn)一步研究魚類Sox基因復(fù)制和基因組進(jìn)化等問題提供了重要參考資料。關(guān)鍵詞:鳙;Sox基因;基因組加倍;系統(tǒng)進(jìn)化樹;分化時(shí)間中圖分類號(hào):Q781文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000,3207(2014)04-0664—05Sox(&y.relatedHMG.box)是一類與哺乳動(dòng)物性點(diǎn)[8]。目前許多研究都支持Sox基因加倍是全基因別決定基因SryfSexdeterminingregionofYchro.組復(fù)制的結(jié)果[9,]。mosome)相關(guān)基因構(gòu)成的基因家族。該家族成員都研究表明利用堿基同義
4、突變速率和分子鐘模型含有一個(gè)保守的HMG(Highmobilitygroup)盒,其構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹,能夠估計(jì)物種間的大致分化時(shí)編碼產(chǎn)物能特異性地識(shí)別和結(jié)合DNA序列,使間【¨Il。由于Sox基因廣泛存在于脊椎動(dòng)物基因組DNA發(fā)生彎曲,是一類重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子[IJ。Sox中,且易于克隆,成為物種系統(tǒng)進(jìn)化研究非常重要基因廣泛參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、血細(xì)胞生成、晶狀體的材料。鯉科魚類(Cyprinidae)是現(xiàn)有魚類中最大的發(fā)育以及性別決定和分化等重要的生物學(xué)過程。例一個(gè)科,也是生物學(xué)家探索水生動(dòng)物進(jìn)化極好的代如,SOX9與SRY共同作用調(diào)控
5、睪丸的發(fā)育[;Soxl、表群體[1引。目前,已有些研究利用Sox基因估算鯉Sox2、Sox3、Sox4和Soxl1等參與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育科魚類物種間分化時(shí)間[91】。鳙ristichthysnobilis)調(diào)控[3一】。目前,Bowles,eta1.[]根據(jù)HMG盒的相似屬于鯉形目鯉科鰱亞科,是新近形成的一個(gè)物種【1,性,將Sox基因分成A.J10個(gè)亞族。對(duì)其Sox基因HMG盒進(jìn)行克隆和序列進(jìn)化分析,可由于在進(jìn)化過程中基因加倍等原因,魚類和哺為探索魚類Sox基因加倍機(jī)制和鯉科魚類系統(tǒng)進(jìn)化乳動(dòng)物的Sox基因家族成員有所差別。例如,Soxl
6、、研究提供很好的分子資料。Sox4、Sox6、Sox8、Sox9、Soxl1、Sox14和Sox211材料與方法在人類和小鼠基因組中只存在一個(gè)拷貝;而在斑馬魚中,這些基因被證實(shí)有兩個(gè)旁系同源基因【(Paralo.1.1材料和DNA提取gousgenes)。關(guān)于魚類Sox基因復(fù)制的原因尚無定實(shí)驗(yàn)樣本采自武漢漲渡湖漁場(chǎng),剪取一尾鳙少論,主要包括全基因組復(fù)制和基因片段復(fù)制兩種觀量鰭條組織浸泡在95%乙醇中,然后置于4℃下保收稿日期:2013—04.23;修訂日期:2014—01-09基金項(xiàng)目:公益性(農(nóng)業(yè))行業(yè)科研項(xiàng)目(200903045)
7、;國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31272647)資助作者簡(jiǎn)介:郭穩(wěn)杰(1985—),男,湖北黃梅縣人;博士研究生;主要從事魚類遺傳與基因組學(xué)研究。E—mail:chalianglel2@163.com通信作者:童金茍,E-mail:jgtong@ihb.a(chǎn)c.cn4期郭穩(wěn)杰等:鳙Sox基因克隆及序列進(jìn)化分析存?zhèn)溆?。采用?jīng)典的酚氯仿法[提取基因組DNA。表1本研究用于序列分析的Sox基因Tab.1Soxgenesusedforsequenceanalysisinthestudy1.2基因擴(kuò)增、克隆和測(cè)序針對(duì)脊椎動(dòng)物Sox基因HMG盒保守的氨基
8、酸序列,設(shè)計(jì)兩對(duì)簡(jiǎn)并引物SoxN和Sox9~】,由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。引物對(duì)SoxN序列為5'-ATGAAYGCNTT'YATGGTNTGG.3和5.GGNCGRTAYTTRTARTCNGG.3,引物對(duì)