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天牛科发育关系、基因条码构建及测序中假基因的研究

作　者: 师丽敏
导　师: 嵇保中
学　校: 南京林业大学
专　业: 森林保护学
关键词: 天牛科线粒体DNA 直接测序法系统发育树基因条码
分类号: Q963;Q961
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文选用了天牛线粒体DNA的特定片段,采用直接测序法对不同种类天牛的线粒体DNA进行了测序,并通过序列比对分析了天牛科不同亚科的进化关系。同时,在研究中针对出现假基因的情况作了初步探讨。研究的主要结论如下:通过对天牛科五个亚科的天牛线粒体DNA的Cytb和16S rRNA基因片段进行了测序,根据序列的差异建立了系统发育树,并对天牛科高级阶元的分类进行了初步探讨。从对Cytb序列进行分析的Bootstrap树和N-J系统树中可以看出,幽天牛亚科的光胸断眼天牛与花天牛亚科的双斑厚花天牛先聚为一枝,随后与沟胫天牛亚科的光肩星天牛的分枝相聚。三者相聚在一个节点后,再与天牛亚科的家茸天牛和锯天牛亚科的中华薄翅天牛相聚在同一节点,且中华薄翅天牛明显离节点较远。显示出幽天牛亚科与花天牛亚科的亲缘关系较近。其次是沟胫天牛亚科,再次是天牛亚科,最后是锯天牛亚科,即五个天牛亚科呈现如下的关系:锯天牛亚科→天牛亚科→沟胫天牛亚科→花天牛亚科→幽天牛亚科。从对16SrRNA序列构建的Bootstrap树和N-J系统树中可以看出,幽天牛亚科的光胸断眼天牛和花天牛亚科的双斑厚花天牛先聚在同一分枝,随后与沟胫天牛亚科的粒肩天牛的分枝相聚。三者相聚在一个节点后,再与天牛亚科的家茸天牛相聚在同一节点,最后,与锯天牛亚科的中华薄翅天牛和吉丁虫科的花曲柳窄吉丁虫相聚。显示出五个天牛亚科也呈现出如下的进化关系:锯天牛亚科→天牛亚科→沟胫天牛亚科→花天牛亚科→幽天牛亚科。通过对天牛科4个亚科13个属的16种共30个天牛样品及吉丁虫科的花曲柳窄吉丁虫和叶甲科的二纹柱萤叶甲的mtDNA COⅠ基因的一段序列进行了分析,对天牛科基因条码的构建进行了初步的研究。结果显示,样品的碱基差异率由种内到种间、属间呈逐渐增大的趋势,天牛不同分类阶元的种间具有明显的碱基差异,且差异分布各不相同,的确就像基因条码一样,因此笔者确信该基因可以作为天牛种类鉴定的依据,该段基因适合于基因条码的构建。对其灵敏度进行了分析,显示了引物的高度灵敏性与稳定性,同时也说明了该反应体系的稳定性和可重复性。但本研究测序天牛种类还较少,有必要选择各分类阶元主要种及重要检疫性天牛一一测序,以建立天牛基因条码系统,为天牛的鉴定和遗传学、系统学研究提供更为科学的基础。在对不同地理来源的光肩星天牛进行测序时发现,线粒体COⅠ-2基因的序列明显分为两组并且差异较大,通过比较用长片段扩增技术和通用引物扩增技术对来自河北霸州的光肩星天牛测得序列后发现,其中有一组有可能是出现了假基因,并对假基因的原因进行了初步探讨,认为提取的总DNA中线粒体DNA含量少且采用通用引物进行扩增是导致假基因出现的直接原因。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
前言  7-8
第一章文献综述  8-24
  1. 天牛科简介  8-11
    1.1 天牛科昆虫的形态特征  8
    1.2 天牛的生活习性及经济重要性  8-9
    1.3 天牛科昆虫的分类研究  9-11
  2. 昆虫线粒体DNA(MTDNA)的研究进展  11-19
    2.1 线粒体DNA 的形状和大小  12-13
    2.2 线粒体DNA 的组成和特点  13-14
    2.3 线粒体各阶元的研究状况  14-17
    2.4 昆虫mtDNA 的研究内容  17-18
    2.5 进行线粒体DNA 研究的昆虫类群  18-19
  3. 基因条码的研究  19-20
    3.1 基因条码的提出  19
    3.2 相关研究及设想  19-20
  4. 假基因的研究  20-23
    4.1 Numts 的特征  21-22
    4.2 检查和避免 Numts 的方法  22
    4.3 Numt 的应用前景——numt 序列为物种系统发育学研究提供新方法  22-23
  5. 本研究的内容及目的  23-24
第二章天牛科部分种类线粒体 CYTB 和16S RRNA 的测序及系统进化研究  24-37
  1. 试验材料  24-27
    1.1 试验所用标本的采集、保存及鉴定  24-25
    1.2 试验仪器与试剂  25-27
  2. 试验方法  27-30
    2.1 样品总DNA 的提取  27-28
    2.2 DNA 扩增及电泳  28-29
    2.3 测序  29
    2.4 试验数据的处理及分析  29-30
  3. 结果与分析  30-37
    3.1 DNA 的提取  30
    3.2 PCR 扩增结果及电泳检测  30-31
    3.3 测序结果  31-33
    3.4 序列分析结果  33-37
第三章天牛科基因条码的构建  37-48
  1. 材料与方法  37-40
    1.1 样品采集  37
    1.2 试验仪器与试剂  37-39
    1.3 样品 DNA 的提取  39
    1.4 样品的扩增及电泳  39-40
    1.5 测序与序列拼接  40
    1.6 测序结果分析  40
    1.7 引物灵敏度的检测  40
  2. 结果与分析  40-45
    2.1 样品 DNA 的提取  40-41
    2.2 样品扩增及电泳  41
    2.3 测序结果与分析  41-44
    2.4 引物灵敏度的检测  44-45
  3. 讨论  45-48
    3.1 样品 DNA 的提取  45
    3.2 构建天牛科基因条码的可能性  45-47
    3.3 几点建议  47-48
第四章假基因的初步研究  48-56
  1. 材料与方法  48-50
    1.1 实验材料  48-49
    1.2 实验方法  49-50
    1.3 序列比对与分析  50
  2. 试验结果  50-54
    2.1 通用引物的扩增  50
    2.2 长片段扩增结果  50-51
    2.3 序列比对结果  51-54
  3. 讨论与分析  54-56
全文结论  56-58
参考文献  58-62

天牛科发育关系、基因条码构建及测序中假基因的研究

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