新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析
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1 结果与分析
1.1新西兰白兔线粒体基因组特征
M M 和 /V/)6,终止密码子为不完全密码子T A 的是 /VD/ 和 /VZW，其余为TAA。对密码子进一步分析，发现 密码子的第三位碱基为A 和 C 的比例高于G 和 T, 第二位碱基为嘧啶的比例明显高于嘌呤。相邻基因之 间存在重叠现象，压缩基因组有利于更快复制和转 录。<4FAweS与 4 77々《e6 重 叠 43 bp,重叠最多，其次 是 W/V4-G/y 与 C0 U 重叠 20 bp,/V/34A 与 /VZW重叠 7 bp,M)5 和 /VD6 重叠 5 bp,冰 舰 -//e 和 成/V/l -C/n 重 叠 3 bp,/l 77々《e6 和 C0 AJ 重叠丨 bp,C).劝和 -7V 重 叠 1 bp。Chen
Abstract The aim of this study was to obtain the complete mitochondrial DNA (mtDNA)sequence of New Zealand white rabbit.According to the whole genome sequence of mtDNA of Neonatal Rabbit (GenBank accession No.: AJ0 0 1588.1), 12 pairs of primers were designed to cover the whole mtDNA sequence of New Zealand white rabbit. The whole mitochondrial sequence of New Zealand white rabbit was obtained by PCR amplification,sequencing and assembling, and its characteristics were analyzed. The complete mitochondrial genome sequence of New Zealand white rabbit was 17 418 bp with a high AT content of 59.72%, having 13 protein coding genes,2 rRNA genes,22 tRNA genes and 1 D-loop region.The sequence of mitochondrial genome of New Zealand white rabbit was identical with that of other rabbits.Four special secondary structures of tRNA were analyzed.It was found that tRNA-ser (AGY)was a two-leaf clover type,lacking DHU arm,and the other three tRNAs were clover pared with the D-loop region of the mitochondrial genome of other mammals,the nucleotide composition, coding preference and amino acid composition of New Zealand white rabbit and Lepus granatensis were similar.The mi-
1.4新西兰白兔线粒体的D-丨o o p 区
基因的重排基本主要在D-loop是 mtDNA变化 程度最大的区域，位 置 在 tRNA-Pro和 tRNA-Phe之
新西兰白兔线粒体基因组全序列为17 418 bp,蛋 白编码基因的数量为1 3 个 ，rRNA基因的数量为2个， tRNA基因的数量为2 2 个 和 1 个 D-loop区，序列已提 交 至 NCB丨(GenBank登录号:MH985853.1)。其中含A 为 5 474bp、G 为 2 376 bp、T 为 4 927 bp、C 为 4 64丨bp, 分别占全长的 31.43%、13.64%、28.29%,26.64%，A+T 含量高，为 59.72%,整个基因中存在间隔和重叠现象， 累计总共有71 b p 间隔序列和80 b p 重叠序列(表1)。
Liang Shuang Hu Shuaishuai Zhou Juan Zhou Tong Bao Zhiyuan Yang Wu Xinsheng *
College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou, 225009 * Corresponding author, xswu@yzu. DOI: 10.13417/j.gab.040.000028
新 西 兰 白 兔 (New Zealand white rabbit)是当今 肉兔品种之一，具有生长速度快、易饲养和饲料报酬 率高等优点，同时还是应用于医学和生物学领域研究 理想的试验动物。已 知 G issi等(丨998)公布了野生穴兔 线 粒 体 全 序 列 ，但 是 线 粒 体 基 因 组 成 具 有 多 态 性 和 异 质 性 ，新 西 兰 白兔属于旷兔属，其线粒体基因组的 分析未见报道。本实验通过测定和分析其mtDNA全 序列,为其遗传种质资源保护和利用提供资料。
新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析 29
tochondrial genome of New Zealand white rabbit is conservative and heterogeneous,which provides basic data for the protection and utilization of their genetic germplasm resources. Keywords New Zealand white rabbit;mtRNA;Sequence analysis;D-loop area
基 金 项 目 ：本 研 究 由 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 建 设 专 项 资 金 项 目 ( C A R S - 4 3 - A - 1 ) 和 江 苏 高 校 优 势 学 科 建 设 工 程 资 助 项 目 P A P D ( 2 0 1 4 - 1 3 4 )共同资助 引 用 格 式 ：Liang S ”H u S.S”Z h o u J”Z h o u T., B a o Z.Y., Z h a o B.H.，Y a n g N . S ”C h e n Y., a n d W u X.S., 2 0 2 1 ，Sequencing a n d analysis o f mitochondrial g e n o m e in N e w Zealand white rabbit, Jiyinzuxue y u Y i n g y o n g S h e n g w u x u e ( G e n o m i c s and Applied Biology), 4 0 (1): 2 8 - 3 3 . ( 梁 爽 ，胡 帅 帅 ，周 娟 ，周 彤 ，鲍 志 远 ，赵 博 昊 ，杨 乃 苏 ，陈 阳 ，吴 信 生 ，2 0 2 1 , 新 西 兰 白 兔 线 粒 体 基 因 组 全 序 列 的 测 定 与 分 析 ，基 因 组 学 与 应 用 生 物 学 ，40(1): 28-33.)
1.2新西兰白兔蛋白编码基因
线 粒 体 基 因 组 有 1 3 个蛋白编码基因，其中基因 /VDJ和 /VD6 的启始密码子是ATA, 基 因 A7)2和 婦 5 起 始 密 码 子 是 ATT,其 余 9 个 均 为 ATG:基因 的 终 止 密 码 子 为 AGG,基 因 ND2 和 ND5 终止密码 图丨新西兰白兔线粒体结构 子 为 TAG,终止密码子为不完全密码子T 的 是 C0 ；O 、 Figure 1 Mitochondrial structure of N e w Zealand white rabbit
grwwYens/s)核昔酸组成、编码偏好性和氛基酸组成较为相近。相比穴兔的线粒体基因组，新西兰白兔具有 一定的保守性和异质性，该结果为其遗传种质资源保护和利用提供基础资料。 关 键 词 新 西 兰 白 兔 ；mtRNA;序列分析：D-loop区
Sequencing and Analysis of Mitochondrial Genome in New Zealand White Rabbit
线 粒 体 是 一 种 由 两 层 膜 包 被 的 细 胞 器 ，能制造 能 量 和 进 行 有 氧 呼 吸 ，线 粒 体 基 因 组 (mitochondrial DNA,mtDNA)具有较高的错误复制和不完善修复机 制 ，具有拷贝数高、分子量小、结构和组织简单、 DNA 突 变 率 高 等 优 点 ，常 用 于 研 宄 生 命 的 起 源 、演化和亲 缘关系(Donne-Gousse et al.，2002;鲁成等，2002)。一些 哺乳类动物线粒体基因经全测序，已 发 现 mtRNA具 有 独立遗传功能，可编码线粒体电子传递反应链的 小分子蛋白质和A TP合成酶，以及 rRNA和 tRNA构 成线粒体独立的翻译系统(钱浩,2013)。mtDNA遵循 母系遗传，分 子 结 构 简 单 、较 高 的 保 守 性 ，己成为从 分子水平研究群体遗传多样性重要遗传标记之一(涂 剑锋等，2009),而目前有关兔线粒体基因组方面的研 宄相对较少。
摘 要 本 研 宄 旨 在 获 得 新 西 兰 白 兔 (New Zealand white rabbit)线 粒 体 DNA基因组全序列(mtDNA)。根据 GenBank已经公布的近缘物种穴兔mtDNA全基因组序列(GenBank登录号：AJ001588.1)，设 计 1 2 对可覆盖 新 西 兰 白 兔 mtDNA全序列的引物，通 过 PCR扩增、测序、拼 接 ，获得新西兰白兔线粒体全序列，并分析其特 点 。新 西 兰 白 兔 线 粒 体 基 因 组 全 序 列 为 17 418 bp,A+T 含 量 高 ，为 59.72%,蛋 白 编 码 基 因 数 量 为 1 3 个 ， rRNA基 因 数 量 为 2 个,tRNA基 因 数 量 为 2 2 个 和 1 个非编码控制区(D-lo o p 区>，与其他兔属动物线粒体全 基因组排列顺序一致。分 析 4 种 特 殊 的 tRNA二级结构，发 现 tRNA-Ser (AGY)为二叶草型，缺 失 DHU臂，其 余 三 种 tRNA均为三叶草型。与其他哺乳动物线粒体基因组的D-loop区相比，新西兰白兔与格拉达野兔(Le-
1.3四种特殊的tRNA基因 和 两 种 rRNA基因
新西兰白兔线粒体基因有2 2 种 tRNA基因，多 数位于蛋白编码基因之间，1 4 种基因在重链上，其 余 8 种基因位于轻链，碱 基 长度在59〜76 bp之 间 。 利 用 软 件 RNA fold对 4 种 特 殊 的 tRNA二级结构 进行分析，tRNA-Ser(AGY)缺 失 DHU臂 ，为二叶草 型。其 余 3 种 tRNA的二级结构均为三叶草型。新西 兰 白 兔 的 和 /6S 成 顺 基 因 长 度 为 938 bp 和丨561 bp, 无插入和缺失现象，并 且 /2S r«/V/l 比76S 成/V/l 更加保守(图2)。
基因组学与应用生物学，2 0 2 1 年 ，第 4 0 卷 ，第 1 期，第 28-33页
研究报告 Research Report
新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析
梁爽胡帅帅周娟周彤鲍志远赵博昊杨乃苏陈阳吴信生•
扬州大学动物科学与技术学院，扬州， 225009 * 通信作者，xswu@
1.1新西兰白兔线粒体基因组特征
M M 和 /V/)6,终止密码子为不完全密码子T A 的是 /VD/ 和 /VZW，其余为TAA。对密码子进一步分析，发现 密码子的第三位碱基为A 和 C 的比例高于G 和 T, 第二位碱基为嘧啶的比例明显高于嘌呤。相邻基因之 间存在重叠现象，压缩基因组有利于更快复制和转 录。<4FAweS与 4 77々《e6 重 叠 43 bp,重叠最多，其次 是 W/V4-G/y 与 C0 U 重叠 20 bp,/V/34A 与 /VZW重叠 7 bp,M)5 和 /VD6 重叠 5 bp,冰 舰 -//e 和 成/V/l -C/n 重 叠 3 bp,/l 77々《e6 和 C0 AJ 重叠丨 bp,C).劝和 -7V 重 叠 1 bp。Chen
Abstract The aim of this study was to obtain the complete mitochondrial DNA (mtDNA)sequence of New Zealand white rabbit.According to the whole genome sequence of mtDNA of Neonatal Rabbit (GenBank accession No.: AJ0 0 1588.1), 12 pairs of primers were designed to cover the whole mtDNA sequence of New Zealand white rabbit. The whole mitochondrial sequence of New Zealand white rabbit was obtained by PCR amplification,sequencing and assembling, and its characteristics were analyzed. The complete mitochondrial genome sequence of New Zealand white rabbit was 17 418 bp with a high AT content of 59.72%, having 13 protein coding genes,2 rRNA genes,22 tRNA genes and 1 D-loop region.The sequence of mitochondrial genome of New Zealand white rabbit was identical with that of other rabbits.Four special secondary structures of tRNA were analyzed.It was found that tRNA-ser (AGY)was a two-leaf clover type,lacking DHU arm,and the other three tRNAs were clover pared with the D-loop region of the mitochondrial genome of other mammals,the nucleotide composition, coding preference and amino acid composition of New Zealand white rabbit and Lepus granatensis were similar.The mi-
1.4新西兰白兔线粒体的D-丨o o p 区
基因的重排基本主要在D-loop是 mtDNA变化 程度最大的区域，位 置 在 tRNA-Pro和 tRNA-Phe之
新西兰白兔线粒体基因组全序列为17 418 bp,蛋 白编码基因的数量为1 3 个 ，rRNA基因的数量为2个， tRNA基因的数量为2 2 个 和 1 个 D-loop区，序列已提 交 至 NCB丨(GenBank登录号:MH985853.1)。其中含A 为 5 474bp、G 为 2 376 bp、T 为 4 927 bp、C 为 4 64丨bp, 分别占全长的 31.43%、13.64%、28.29%,26.64%，A+T 含量高，为 59.72%,整个基因中存在间隔和重叠现象， 累计总共有71 b p 间隔序列和80 b p 重叠序列(表1)。
Liang Shuang Hu Shuaishuai Zhou Juan Zhou Tong Bao Zhiyuan Yang Wu Xinsheng *
College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou, 225009 * Corresponding author, xswu@yzu. DOI: 10.13417/j.gab.040.000028
新 西 兰 白 兔 (New Zealand white rabbit)是当今 肉兔品种之一，具有生长速度快、易饲养和饲料报酬 率高等优点，同时还是应用于医学和生物学领域研究 理想的试验动物。已 知 G issi等(丨998)公布了野生穴兔 线 粒 体 全 序 列 ，但 是 线 粒 体 基 因 组 成 具 有 多 态 性 和 异 质 性 ，新 西 兰 白兔属于旷兔属，其线粒体基因组的 分析未见报道。本实验通过测定和分析其mtDNA全 序列,为其遗传种质资源保护和利用提供资料。
新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析 29
tochondrial genome of New Zealand white rabbit is conservative and heterogeneous,which provides basic data for the protection and utilization of their genetic germplasm resources. Keywords New Zealand white rabbit;mtRNA;Sequence analysis;D-loop area
基 金 项 目 ：本 研 究 由 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 建 设 专 项 资 金 项 目 ( C A R S - 4 3 - A - 1 ) 和 江 苏 高 校 优 势 学 科 建 设 工 程 资 助 项 目 P A P D ( 2 0 1 4 - 1 3 4 )共同资助 引 用 格 式 ：Liang S ”H u S.S”Z h o u J”Z h o u T., B a o Z.Y., Z h a o B.H.，Y a n g N . S ”C h e n Y., a n d W u X.S., 2 0 2 1 ，Sequencing a n d analysis o f mitochondrial g e n o m e in N e w Zealand white rabbit, Jiyinzuxue y u Y i n g y o n g S h e n g w u x u e ( G e n o m i c s and Applied Biology), 4 0 (1): 2 8 - 3 3 . ( 梁 爽 ，胡 帅 帅 ，周 娟 ，周 彤 ，鲍 志 远 ，赵 博 昊 ，杨 乃 苏 ，陈 阳 ，吴 信 生 ，2 0 2 1 , 新 西 兰 白 兔 线 粒 体 基 因 组 全 序 列 的 测 定 与 分 析 ，基 因 组 学 与 应 用 生 物 学 ，40(1): 28-33.)
1.2新西兰白兔蛋白编码基因
线 粒 体 基 因 组 有 1 3 个蛋白编码基因，其中基因 /VDJ和 /VD6 的启始密码子是ATA, 基 因 A7)2和 婦 5 起 始 密 码 子 是 ATT,其 余 9 个 均 为 ATG:基因 的 终 止 密 码 子 为 AGG,基 因 ND2 和 ND5 终止密码 图丨新西兰白兔线粒体结构 子 为 TAG,终止密码子为不完全密码子T 的 是 C0 ；O 、 Figure 1 Mitochondrial structure of N e w Zealand white rabbit
grwwYens/s)核昔酸组成、编码偏好性和氛基酸组成较为相近。相比穴兔的线粒体基因组，新西兰白兔具有 一定的保守性和异质性，该结果为其遗传种质资源保护和利用提供基础资料。 关 键 词 新 西 兰 白 兔 ；mtRNA;序列分析：D-loop区
Sequencing and Analysis of Mitochondrial Genome in New Zealand White Rabbit
线 粒 体 是 一 种 由 两 层 膜 包 被 的 细 胞 器 ，能制造 能 量 和 进 行 有 氧 呼 吸 ，线 粒 体 基 因 组 (mitochondrial DNA,mtDNA)具有较高的错误复制和不完善修复机 制 ，具有拷贝数高、分子量小、结构和组织简单、 DNA 突 变 率 高 等 优 点 ，常 用 于 研 宄 生 命 的 起 源 、演化和亲 缘关系(Donne-Gousse et al.，2002;鲁成等，2002)。一些 哺乳类动物线粒体基因经全测序，已 发 现 mtRNA具 有 独立遗传功能，可编码线粒体电子传递反应链的 小分子蛋白质和A TP合成酶，以及 rRNA和 tRNA构 成线粒体独立的翻译系统(钱浩,2013)。mtDNA遵循 母系遗传，分 子 结 构 简 单 、较 高 的 保 守 性 ，己成为从 分子水平研究群体遗传多样性重要遗传标记之一(涂 剑锋等，2009),而目前有关兔线粒体基因组方面的研 宄相对较少。
摘 要 本 研 宄 旨 在 获 得 新 西 兰 白 兔 (New Zealand white rabbit)线 粒 体 DNA基因组全序列(mtDNA)。根据 GenBank已经公布的近缘物种穴兔mtDNA全基因组序列(GenBank登录号：AJ001588.1)，设 计 1 2 对可覆盖 新 西 兰 白 兔 mtDNA全序列的引物，通 过 PCR扩增、测序、拼 接 ，获得新西兰白兔线粒体全序列，并分析其特 点 。新 西 兰 白 兔 线 粒 体 基 因 组 全 序 列 为 17 418 bp,A+T 含 量 高 ，为 59.72%,蛋 白 编 码 基 因 数 量 为 1 3 个 ， rRNA基 因 数 量 为 2 个,tRNA基 因 数 量 为 2 2 个 和 1 个非编码控制区(D-lo o p 区>，与其他兔属动物线粒体全 基因组排列顺序一致。分 析 4 种 特 殊 的 tRNA二级结构，发 现 tRNA-Ser (AGY)为二叶草型，缺 失 DHU臂，其 余 三 种 tRNA均为三叶草型。与其他哺乳动物线粒体基因组的D-loop区相比，新西兰白兔与格拉达野兔(Le-
1.3四种特殊的tRNA基因 和 两 种 rRNA基因
新西兰白兔线粒体基因有2 2 种 tRNA基因，多 数位于蛋白编码基因之间，1 4 种基因在重链上，其 余 8 种基因位于轻链，碱 基 长度在59〜76 bp之 间 。 利 用 软 件 RNA fold对 4 种 特 殊 的 tRNA二级结构 进行分析，tRNA-Ser(AGY)缺 失 DHU臂 ，为二叶草 型。其 余 3 种 tRNA的二级结构均为三叶草型。新西 兰 白 兔 的 和 /6S 成 顺 基 因 长 度 为 938 bp 和丨561 bp, 无插入和缺失现象，并 且 /2S r«/V/l 比76S 成/V/l 更加保守(图2)。
基因组学与应用生物学，2 0 2 1 年 ，第 4 0 卷 ，第 1 期，第 28-33页
研究报告 Research Report
新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析
梁爽胡帅帅周娟周彤鲍志远赵博昊杨乃苏陈阳吴信生•
扬州大学动物科学与技术学院，扬州， 225009 * 通信作者，xswu@