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基于线粒体和核基因标记研究龟鳖目部分种类的系统发育关系

作　者: 郑将臣
导　师: 赵金良；程起群
学　校: 上海海洋大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 龟鳖目线粒体 12SrRNA 16SrRNA 核基因 Rag2 R35 分子系统学
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文基于线粒体12S核糖体RNA(mitochondrial 12S ribosomal RNA,12SrRNA)、线粒体16S核糖体RNA(mitochondrial 16S ribosomal RNA,16SrRNA)以及两个核基因:重组激活基因(Recombination activating genes,Rags)和RNA指纹蛋白35(RNA fingerprint protein 35,R35)的序列,初步分析部分龟鳖类的分子系统学特征,探讨其种间、属间、科间的分类地位。1)12SrRNA:测定了15种龟类线粒体12S rRNA基因片段的序列。比对后获得一致序列长为433bp,有191个变异位点,总变异率为43.2%,其中简约信息位点108个。A、T、G、C的平均含量分别为21.46%、34.42%、25.85%和18.27%。A+T含量(55.9%)高于G+C含量(44.2%)。在433个核苷酸位点中,有插入/缺失35个,转换为34,颠换为21,转换/颠换比率为1.67。与NCBI上其它一些龟鳖的序列进行比对后,得到414bp的一致序列,其中236个为变异位点,总变异率为57.00%;简约信息位点181个。A、T、G、C的平均含量分别为35.7%、22.2%、18.1%、24.0%。A+T含量(57.9%)高于G+C含量(42.1%)。在414个核苷酸位点中,转换为30,颠换为14,转换/颠换比率为2.12。基于Kimura双参数模型(Kimura-2-parameter,K-2-P)分析龟鳖类种间、属间、科间遗传距离,并用邻接法构建分子系统树。结果显示:7种闭壳龟种间差异在0～0.043,平均为0.022;淡水龟科属间遗传距离为0.007～0.140,平均为0.074;曲颈龟亚目9个科间(不包括平胸龟)遗传距离为0.055～0.197,平均为0.139。由此认为,淡水龟科与陆龟科间亲缘关系比龟科更近;不支持将闭壳龟属拆分为闭壳龟属和盒龟属;支持将平胸龟属归为鳄龟科的一个属。2)16SrRNA:通过PCR扩增获得13种龟鳖类的线粒体16S rRNA基因片段序列,结合NCBI 47种龟鳖的同源序列一并分析。结果显示:60条序列比对排序后得到480bp的一致序列,其中有可变位点229个,总变异率为47.7%;简约信息位点186个,插入/缺失80个。4种碱基平均含量分别是:A-33.6%、T-24.3%、G-18.5%、C-23.7%,转换/颠换比率为1.95。7种闭壳龟种间的遗传距离为0.004～0.063,平均为0.03;潮龟科17个属间遗传距离为0.053～0.120,平均为0.091;曲颈龟亚目8个科间(不包括平胸龟)遗传距离为0.071～0.259,平均为0.169。用60条序列构建的邻接法(Neighbor-joining,NJ)、最大简约法(Maximum-parsimony,MP)和最大似然法(Maximum Likelihood,ML)系统树两两之间的拓扑结构均存在差异。本研究结果支持陆龟科与潮龟科组成一个单系类群,然后在与龟科构成姐妹群;支持将乌龟重新归入拟水龟属、将锯缘龟纳入闭壳龟属的观点;支持闭壳龟属不应拆分的观点,即不将黄缘盒龟和黄额盒龟归入盒龟属。这些均与依据12S rRNA序列所得结论相一致。然而本文支持将平胸龟属提升为单独的一个科,这与12S rRNA序列的结果不同。3)核基因:通过PCR扩增和测序的方法,获得2种龟的R35内含子部分序列,以及6种龟的Rag2基因部分序列。并结合NCBI其它龟鳖的同源序列一并分析。结果显示:R35序列比对后得到941bp的一致序列,Rag2比对后得到620bp的一致序列,二者合并、比对后得到1561bp的一致序列,其中共有505个可变核苷酸位点,总变异率为32.35%;简约信息位点239个,插入/缺失139个,转换/颠换比率为1.64。碱基A、T、G、C的平均含量分别为29.5%、28.5%、22.8%、19.2%。其中海龟科和鳄龟科之间K-2-P的遗传距离最小,为0.025,鳖科和南美侧颈龟科之间的遗传距离最大,为0.182。系统树显示,陆龟科与潮龟科构成一个单系类群,再与龟科形成姐妹群;支持陆龟总科与鳄龟科+海龟总科构成姐妹群,鳄龟科和海龟总科是姐妹群的关系。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
引言  11-17
第一章基于12SrRNA 序列研究龟鳖类的系统发育关系  17-31
  1.1 材料与方法  17-23
    1.1.1 实验所需试剂及仪器  17-18
    1.1.2 实验材料  18-19
    1.1.3 DNA 提取、PCR 扩增和测序  19-20
    1.1.4 数据分析  20-23
  1.2 结果  23-29
    1.2.1 PCR 扩增及序列分析  23-25
    1.2.2 系统发生分析  25-29
  1.3 讨论  29-31
    1.3.1 淡水龟科、陆龟科、龟科系统进化关系  29
    1.3.2 淡水龟科属间的系统发生关系  29-30
    1.3.3 闭壳龟属是否应拆分为两个属  30
    1.3.4 平胸龟的分类地位  30-31
第二章基于16SrRNA 序列研究龟鳖类的系统发育关系  31-45
  2.1 材料与方法  31-35
    2.1.1 实验材料  31-32
    2.1.2 实验方法  32-35
  2.2 结果  35-38
    2.2.1 16SrRNA PCR 扩增及序列分析  35-36
    2.2.2 系统发生分析  36-38
  2.3 讨论  38-45
    2.3.1 三种分子系统树结果的比较  38-39
    2.3.2 潮龟科、陆龟科、龟科系统进化关系  39-43
    2.3.3 平胸龟的分类地位  43
    2.3.4 潮龟科属间的系统进化关系  43-44
    2.3.5 闭壳龟属是否应拆分为两个属  44-45
第三章基于核基因序列研究龟鳖类的系统发育关系  45-54
  3.1 材料与方法  45-48
    3.1.1 实验材料  45-47
    3.1.2 实验方法  47-48
  3.2 结果  48-50
    3.2.1 PCR 扩增及序列分析  48-50
    3.2.2 系统发生分析  50
  3.3 讨论  50-53
    3.3.1 龟鳖类系统进化关系分析  50-52
    3.3.2 核基因标记在分子系统学上的适用性探讨  52-53
  小结  53-54
附录一基于线粒体 Cytb 序列研究日本鲭六个群体的遗传结构和遗传多样性  54-72
附录二基于线粒体 D-loop 序列分析日本鲭六个群体的遗传结构和遗传多样性  72-89
参考文献  89-96
硕士期间发表的论文  96-97
致谢  97

基于线粒体和核基因标记研究龟鳖目部分种类的系统发育关系

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