基于线粒体序列揭示鲤科鱼类间的亲缘关系【字数:8442】
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1研究方法5
1.1 收集数据 6
1.2 构建系统树 6
2结果6
2.1基于COI、COII、Cyt b整合序列构建的系统树6
2.2基于Dloop构建的系统树7
3讨论10
3.1雅罗鱼亚科内不同属间的亲缘关系10
3.2鲌亚科内不同属间的亲缘关系10
3.3鮈亚科内不同属间的亲缘关系10
3.4鱊亚科内不同属间的亲缘关系10
3.5鲤亚科、鲃亚科、野鲮亚科和裂腹鱼亚科间的亲缘关系11
3.6鲃亚科内不同属间的亲缘关系11
3.7裂腹鱼亚科亚科内不同属间的亲缘关系11
致谢11
参考文献11
表1本研究所用鲤科鱼类5
图1基于COI、COII、Cyt b整合序列构建的系统树8
图2基于Dloop构建的系统树9
基于线粒体序列揭示鲤科鱼类间的亲缘关系
引言
鲤科(Cyprinidae)是世界现生鱼类中最大的一个科,约有 210 属 2010 种[1],也是我国淡水鱼类中种数最多的一个科,有 530 余种[2]。随着分子标记技术的发展,使用分子标记技术来研究鱼类之间的亲缘关系,已经越来越被人们接受。传统分类方法通常利用形态学依据来分析差异,然而这种方式可能会受到环境因素等 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072$
影响,有些种类可能会发生个体变异,有些还会出现性二态特征,还有些种类间过于相似,这些因素在判断相似性以及界定分类地位上极易造成错误。如我国浙江省分布的光唇鱼属(Acrossocheilus)鱼类,无法依据下唇瓣间距、背鳍末根不分枝鳍条是否粗壮等形态特征进行分类,这些特征作为鉴定光唇鱼物种的主要形态学依据,在不同程度上表现出了个体变异或两性差异[3];再如鲾科(Leiognathidae)鱼类鳍棘易折断,鳞片细小易脱落,无论是内部的发光器官和组织特征还是外部形态都具有极大的种间相似性[4],因此难以用传统分类方法鉴定。分子标记作为遗传物质,不受环境因素的影响,因此,利用分子标记进行研究是一种可靠的解决办法。袁乐洋等[3]曾在形态学方法的基础上结合DNA测序技术,对浙江地区的光唇鱼属进行分类研究,成功得出了浙江水系的光唇鱼属鱼类物种数;相似地,周琪等[5]也通过结合形态和DNA条形码明确了 10 种鲾科鱼类的分类地位。另外,传统分类方式通常仅能简单地将物种区分开,难以进一步判断不同物种间的相似程度,也较难研究多种鱼类间的关系。利用分子手段研究鱼类的亲缘关系,可以弥补传统形态学分类方法的不足,从而应用于鱼类分类标准的完善、杂交育种成功率的预判和未知鱼种属的鉴别等科研工作上;可以推测种群分化的时间;还可以为今后定量分析种间亲缘关系距离提供参考和利用价值。
分子标记包括核基因组标记、线粒体基因组标记、长片段或多片段DNA标记和核质基因组联合标记等。为了揭示鲤科鱼类之间的亲缘关系,选择合适的分子遗传标记尤为重要。在研究远缘物种之间的亲缘关系时,通常选择相对较为稳定和保守的序列片段;而对于近缘物种,通常选择能体现更大差异性的、进化速度相对较快的序列片段[68]。核基因通常用于研究远缘物种的进化关系,若要研究近缘物种间的系统发育关系,则要选择核基因组中进化速率较快的内含子序列或外显子间的间隔序列作为分子标记[6]。由于过去技术条件的限制,核基因序列不易获取,因而核基因在分子系统发育学研究中的应用并不十分广泛。线粒体基因组不同区域进化速度不同,存在相对保守序列,如12S rRNA和16S rRNA等,这些序列由于进化速率较慢,一般被作为鱼类科间的遗传标记进行亲缘关系研究;而线粒体控制区(D loop),Cyt b,COI,ND 2,ND 4和ND 4L等基因的进化速度较快,更适合用来研究鱼类种属间的系统发育关系[917]。
与其他脊椎动物一样,鱼类的线粒体DNA(mtDNA)是一种双链环状核外遗传物质,包含一条重链和一条轻链。因线粒体DNA具有分子结构简单、几乎不发生重组、严格的母系遗传、进化速度快、不同区域进化速度存在差异等特性,所以它是分子系统研究和分子群体遗传学的重要标记,已被国际上广泛地应用于鱼类的分类、进化和原种鉴定等方面的研究[18]。与核DNA相比,线粒体DNA相对独立,是研究属、种间亲缘关系较好的分子标记。自20世纪80年代,线粒体DNA就在动物进化遗传学、分子生态学、遗传分化以及快速变异等方面有了较多的研究[1922]。鉴于其特点适于鲤科鱼类的亲缘关系研究,本研究选择线粒体DNA的不同区段作为分子标记,进行分子系统树的构建,从而开展分析和讨论。
在线粒体中,线粒体细胞色素氧化酶I基因(mitochondrial gene cytochrome oxidase subunit I )和线粒体细胞色素氧化酶Ⅱ基因(mitochondrial gene cytochrome oxidase subunit Ⅱ )分别是线粒体 13 种编码基因之一,与线粒体控制区相比,它们所受的选择压力较大,在进行系统进化距离较远的研究中,是比较理想的遗传标记。线粒体所编码的细胞色素b(Cyt b)基因,是线粒体DNA上唯一的结构和功能被了解得较为清楚的蛋白质编码基因[23],其进化速度较快,适合种群水平差异的检测[2425],是线粒体13个蛋白质编码基因中应用得最广泛的基因,并且在鱼类系统进化和分类研究上有较强的适用性[2628],已在多种动物类群的系统发育中得到了有效的应用[29]。
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