藻类叶绿体dna和基因图谱

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1、维普资讯http://www.cqvip.comp第引一89卷第1期上海水产大学学报．9．NoI姗年3月J0L『RNAlOFSHANGHAIFISHERIESLNWERSITYMarch．姗藻类叶绿体DNA和基因图谱盘钟．z口。DNAandgenempofa1gachloroplastgenome翻3．张荣铣_-●一(上海水产大学渔业学院，200390(南京农业大学农学系．210095)HePehninZhm~gRongxian(FisheriseCol&ge，SFU．2OOO9O)(^g【De[~tment，Nan~fing船Unltersity．210095)关键词遵鲞，吐墨性．

2、苎叮{最体蔷硅．KEYWORI~al舭．chloropin．st．DNA，getlemap中国分类号$917叶绿体遗传学的研究最早可追溯到上世纪束，Str&sburger最早观察到藻类叶绿体能够分裂，并在细胞分裂过程中完成了分裂的叶绿体分别进入子代细胞。同时其他研究者也认为，叶绿体是已经存在的质体分裂形成的。随后，Baur和Correne认为紫菜莉枝条种不同颜色的花斑性状是由母本细胞质传递的，与核基因没有直接关系，从而产生了叶绿体自i性遗传概念⋯。现已逐步知道植物细胞的核基因组和叶绿体基因组之问存在复杂相互作用关系，叶绿体遗传应属于半自主系统(Semiautonomoussvster

3、n)。在应用电镜首次证明衣藻和玉米叶绿体中具有DNA后，有关叶绿体分子生物的研究迅速发展。仅仅十多年的时问，叶绿体DNA的第1个物理图谱在玉米中建立J在藻类中，Rochaix[3]第一个完成了衣藻叶绿体物理图谱制作。随后，藻类叶绿体分子生物学和转基因研究得到快速发展，如利用叶绿体核编码的18SrRNA顺序同源性以确立藻类之间的亲源关系及建立系统发生树结构I4l。迄今已发表了50多种植物叶绿体DNA物理图谱，并已在高等植物叶绿体中定位了120～160个基因，而在藻类定位了255个基因，可见藻类在叶绿体分子生物学研究中占有相当重要地位本文就藻类叶绿体DNA特性及基因图谱等有关内容进行了综

4、述。1藻类叶绿体DNA1．1叶绿体DNA发现Ris和PLant[6j应用电子显微镜首次证明了莱菌藻和玉米叶绿体中具有DNA他们发现莱茵藻，玉米叶绿体基质中有25A左右细纤维丝，用DNA酶处理可使萁消失此后，又从菠菜、甜菜蚕豆、烟草、眼虫藻、莱菌藻和伞藻等叶绿体中分离到环状DNA分子。1．2叶绿体DNA的大小、形状叶绿体DNA为双连环状分子。一般长约40～451，分子量为90MDa，高等植物每个叶绿体DNA含量为08×10一～6．9×10g，藻类为0．0l×】0～l2×10t4go维管植物叶绿体DNA大小一般为120～160kb，其中被子植物为120kb7Et~i(230种植物)，裸子

5、植物银杏(咄印bilob。)为l58kh，蕨类植物为140～150kb，苔藓地钱(Mareho．nti*~nidua)为120kb一而藻类(主要为绿藻)叶绿体DNA大小变化很大，上梅市教委曝光计划资助课题‘sG一98—032)第一作者简舟：何培民，男，1959年10月隹、副研究员．在职博十生收稿日期：1998—11—10维普资讯http://www.cqvip.com上海水产大学学报9卷如刺松藻(Codiumfragile)最小为86kb，伞藻(Acetabular~)最大高达2OOOkb，小球藻(ChlorellaeUipsoidea)和衣藻(Chlamydomonasomithi

6、i)则分别为174kb和199kb。红藻为175—190kb，有色藻为115—135kbc叶绿体DNA分子以环状分子，线型分子单体及其多聚体形式存在。高等植物叶绿体DNA的环状分子占80％，其中超螺旋结构占15％一30％，平均周长为5tim；而纤维裸藻有34％为环状，平均周长为dOgm。但伞藻例外，叶绿体DNA为线状，不是环状分子。此外有10％环状二聚体(如蜿豆、菠菜、莴苣)，2，5％的线状二聚体。200多种被子植物叶绿体基因组均为单一类群的环状分子，但问襄藻(A-／a／e／／alitloralis)存在135kb和58kb两种环状分子，Sphacelariasp．也为多环。叶绿体D

7、NA常由两组分子组成，仅其单拷贝区方向相反，遗传内容相同1．3叶绿体DNA其它特性可用氯化铯梯度离心分离和鉴定植物的叶绿体DNA。高等植物叶绿体DNA浮力密度为1．696～1．698异／盯l『．，藻类为1．685(眼虫藻)一1．706g／In『．(伞藻)；高等植物叶绿体DNA的dG+dc含量在36％一40％，藻类为24％(眼虫藻)28—47％(伞藻)。利用叶绿体DNA的浮力密度和核DNA的不同可以有效地将它们分离。由于叶绿体DNA序列同源性高，叶绿体DNA