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小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组制备与全序列分析

作　者: 周业琴
导　师: 董英
学　校: 江苏大学
专　业: 食品科学
关键词: 小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组 mtDNA提取序列分析
分类号: S435.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 124次
引　用: 2次
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内容摘要

小麦印度腥黑粉菌Tilletia indica Mitra是小麦的一种重要真菌病原物，同时也是一种世界范围内的检疫性有害生物。由于其冬孢子形态特征和近似种非常相似，故仅依靠冬孢子形态特征难以准确鉴定。尽管近年来分子生物学方法开始应用于小麦印度腥黑粉菌的鉴定，但它和近似种黑麦草腥黑粉菌T. walkeri在ITS序列上也仅有一个碱基的差异。而线粒体基因组作为细胞核外的遗传系统，具有完整性、多态性、自主性和小型性等特点，其进化速率是核基因的5～10倍，常用于系统发生学和群体遗传学的研究。因此，对小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列的研究，既可以分析其基因组成、基因排列和基因结构特点及其进化特点，也可以通过腥黑粉菌不同种之间的系统分析，进一步阐明小麦印度腥黑粉菌线粒体基因的遗传变异特征，从而为小麦印度腥黑粉菌的检测鉴定提供分子生物学方面的依据。本论文建立了简易快捷的真菌线粒体DNA(mtDNA)的提取方法，测定和分析了小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列，并对物种间线粒体基因的进化特点和系统演化进行了分析。主要内容包括：1．小麦印度腥黑粉菌mtDNA的提取。利用两次氯化铯密度梯度超速离心分离得到了小麦印度腥黑粉菌的mtDNA；酶切结果证实是mtDNA。2．小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组的分析。(1)全序列及其结构分析：通过构建线粒体DNA文库，测得其基因组全长为65 147 bp(GenBank登录号：DQ993814)，AT含量为71.14％。包含14个蛋白质编码基因，2个rRNA基因，24个tRNA基因。其组成和其它4种担子菌线粒体基因组基本相同，但基因排列差异很大。(2)tRNA的组成及二级结构分析：包含24个tRNA基因，tRNA-Ser与tRNA-Arg各有2个，3个tRNA-Met，其它17种tRNA都只有1个，并绘制了各种tRNA的二级结构。(3)蛋白质编码基因的分析：共编码14种疏水性蛋白质多肽，包括细胞色素b(cytb)，3个atp酶的亚单位(atp6、atp8、atp9)，3个细胞色素C氧化酶的亚单位(cox1、cox2、cox3)，7个NADH还原酶复合体的亚单位(nad1、nad 2、nad 3、nad4、nad4L、nad5、nad6)。它们的起始子都是ATG，终止子有11个为TAA，3个为TAG。其中5个(即nad1、nad4、nad5、cox1、cytb)有内含子，9个为单一的基因(即atp6、atp8、atp9、cox2、cox3、nad2、nad3、nad4L、nad6)。3．小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组进化分析。对T．indica的线粒体基因atp6和cytb以及GenBank中各真菌的对应基因进行同源性比较，并构建了atp6和cytb基因序列的系统进化树，为腥黑粉菌的分类鉴定提供了参考。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
缩写释义  12-13
第一章绪论  13-29
  1.1 小麦印度腥黑粉菌简介及其研究概况  13-15
  1.2 核酸序列分析在真菌分类鉴定中的应用  15-16
  1.3 线粒体基因组概述  16-22
    1.3.1 线粒体基因组的特点  16-19
    1.3.2 线粒体基因组与核基因组的相互关系  19-21
    1.3.3 线粒体DNA的遗传机制  21-22
  1.4 线粒体基因组的分子系统学研究  22-26
    1.4.1 mtDNA在分子系统学研究中的应用  22-23
    1.4.2 mtDNA在真菌分类学及系统进化学中的应用  23-25
    1.4.3 mtDNA在分子系统学中两种分析方法的比较  25-26
  1.5 本课题研究的意义和内容  26-29
    1.5.1 本课题研究的意义  26-27
    1.5.2 本课题主要研究内容  27-29
第二章小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列测定  29-40
  2.1 主要设备与试剂  29-30
    2.1.1 主要仪器设备  29-30
    2.1.2 主要试剂  30
  2.2 材料与方法  30-34
    2.2.1 菌株获得与菌丝培养  30
    2.2.2 线粒体DNA的提取方法  30-32
    2.2.3 mtDNA和nDNA的酶切分析  32-33
    2.2.4 mtDNA基因组全序列的测定  33-34
  2.3 结果与分析  34-39
    2.3.1 总DNA和mtDNA提取  34
    2.3.2 超离次数对提取mtDNA纯度的影响  34-35
    2.3.3 全序列测定结果  35
    2.3.4 酶切分析  35-38
    2.3.5 与GenBank中一段T.indica mtDNA序列的比对  38-39
  2.4 本章小结  39-40
第三章小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列分析  40-56
  3.1 线粒体基因组的组成分析  40
  3.2 线粒体基因组中各类基因的分析  40-50
    3.2.1 tRNA的组成及二级结构分析  40-48
    3.2.2 蛋白质编码基因的分析  48-50
  3.3 线粒体基因组的进化分析  50-52
    3.3.1 根据atp6基因DNA序列的同源性构建分子进化树  50-51
    3.3.2 根据cytb基因氨基酸序列的同源性构建分子进化树  51-52
  3.4 小麦印度腥黑粉菌与其它4种担子菌线粒体基因组的比较  52-55
  3.5 本章小结  55-56
第四章主要结论及工作展望  56-57
  4.1 主要结论  56
  4.2 工作展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-64
在学期间发表论文  64

小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组制备与全序列分析

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