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湖南省部分两栖动物的线粒体DNA条形码及分子系统发育研究

作　者: 王星
导　师: 邓学建
学　校: 湖南师范大学
专　业: 动物学
关键词: DNA条形码 COI基因 两栖纲 物种分类
分类号: Q951
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


线粒体是绝大多数真核生物细胞内的一种基本的、重要的细胞器,是进行有氧呼吸的主要场所。脊椎动物的线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是闭合的环状双链DNA分子,能进行严格的自我复制,具有母系遗传特征,在世代传递过程中不会发生基因重组。mtDNA已被广泛应用于脊椎动物进化遗传学和种群遗传学的研究,为在分子水平上解决物种的系统发育问题提供了很好的研究材料。本次研究以mtDNA上的COI基因(Mitochondrial cytochrome coxidase subunit I)为研究对象,对湖南省的部分两栖动物的分类和系统发育问题进行了研究。研究克隆了11种两栖动物COI基因的DNA条形码区域,11个物种均获得了650 bp左右的序列。运用MEGA4.1软件以及P-distance的方法比较了这些动物COI基因的遗传相似性和序列差异并构建了MP系统进化树,结果显示：(1)A+T含量为56%,G+C含量为44%。不同物种中A+T含量都高于G+C含量,从密码子的使用频率来看,密码子第一位碱基G的使用频率最低,第三位T的使用频率最高,这说明碱基以及密码子的使用具有一定的偏向性。(2)遗传相似性在55.4-98.6%之间,序列差异在1.5-33.7%之间。泽蛙和棘腹蛙的COI基因的遗传相似性最高,中华蟾蜍和花姬蛙的遗传相似性最低。大鲵和沼蛙的序列差异最大；泽蛙和棘腹蛙的序列差异性最小。(3)从分子系统进化树来看,蛙科、树蛙科、姬蛙科与蟾蜍科的各物种分别聚类,与传统分类学是一致的,说明用COI基因来鉴别物种是较理想的。(4)通过与GenBank中相同物种的COI基因序列比较,发现其相似度很高,但也有区别比较大的序列,这有可能是由于不同的亚种、个体差异、地理隔离等原因导致的,从另一方面来说COI基因可能对相同物种的不同亚种也有很好的鉴别能力。通过以上的分析证明COI基因条形码在这些物种中有较好的鉴别能力,并能够很好的反应两栖纲各物种间的遗传关系,这与传统的物种分类是相一致的。

全文目录


中文摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
1 前言  11-31
  1.1 DNA条形码技术  11-18
    1.1.1 DNA条形码研究的发展历史  11-13
    1.1.2 DNA条形码的原理  13-14
    1.1.3 DNA条形码的操作步骤  14-15
    1.1.4 DNA条形码的适用性和优势  15-17
    1.1.5 DNA条形码技术应用的局限性  17-18
  1.2 分子系统学概述  18-20
    1.2.1 分子系统学定义  19-20
    1.2.2 分子系统学研究方法  20
  1.3 系统发育树的构建方法  20-22
    1.3.1 距离矩阵法  20-21
    1.3.2 最大似然法(maximum likelihood,ML)  21
    1.3.3 邻接法(Neighbor-joiningMethod,NJ法)  21-22
    1.3.4 最大简约法(maximum parsimony,MP)  22
  1.4 湖南省两栖动物研究现状  22-29
    1.4.1 湖南两栖动物的传统分类  23-26
    1.4.2 湖南省两栖动物地理区划  26-28
    1.4.3 两栖动物系统学研究状况  28-29
  1.5 本课题研究的目的和意义  29-31
2 实验方法  31-37
  2.1 实验材料  31
  2.2 实验仪器与试剂  31-32
    2.2.1 实验仪器  31
    2.2.2 实验试剂  31-32
  2.3 实验方法  32-37
    2.3.1 总DNA的提取  32
    2.3.2 总DNA的检测  32
    2.3.3 目的基因片段的扩增和检测  32-33
    2.3.4 扩增引物  33
    2.3.5 PCR反应体系组成及扩增程序  33
    2.3.6 扩增产物的检测  33-34
    2.3.7 PCR产物的纯化及序列的测定  34-37
3 数据处理与结果分析  37-56
  3.1 数据处理  37-38
    3.1.1 序列编辑、校对及序比对  37
    3.1.2 序列组成分析  37
    3.1.3 数据组系统发育信号  37
    3.1.4 基因组总DNA提取  37
    3.1.5 PCR扩增结果  37-38
    3.1.6 PCR产物测序  38
  3.2 结果分析  38-56
    3.2.1 碱基组成分析与序列比对分析  39-46
    3.2.2 遗传相似性和序列差异分析  46
    3.2.3 遗传距离分析  46
    3.2.4 种内碱基序列差异分析  46-53
    3.2.5 分子系统发育树的构建  53-56
4 讨论  56-61
参考文献  61-70
研究生期间发表论文  70-71
致谢  71-73

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