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黑腹果蝇种组mexl和Ras64B基因的进化与分子系统学研究

作　者: 曹利红
导　师: 曾庆韬
学　校: 湖北大学
专　业: 动物学
关键词: 黑腹果蝇种组 mex1基因 Ras64B基因系统进化
分类号: Q963
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

黑腹果蝇种组隶属双翅目果蝇科(Drosophilidae)果蝇属(genus Drosophila)水果果蝇亚属(subgenus Sophophora),是果蝇科中最大的种组,至少包括180余种,按形态特征归为12个种亚组。迄今为止,对于黑腹果蝇种组的系统关系,已经有很多关于形态学、生物地理学和分子生物学方面的研究,然而,由于缺乏足够多的种的系统发育信息,使其分类学和系统发生关系仍存在众多争议。本实验通过直接测定了黑腹果蝇种组中23个种的mexl基因的序列和24个种的Ras64B基因的序列来分析黑腹果蝇种组的系统进化关系。对这两个基因进行统计分析,结果表明它们的编码区都是高度保守的,通过Ks/Ka比值及GCⅢ含量分析都表明这两个基因属于近中性选择的基因。两个基因的外显子都高度保守,而内含子虽然不存在明显的插入或丢失,但种间长度差异较大,这说明相比外显子而言,内含子的进化速率要快。本研究以D.pseudoobscura为外类群,基于mexl基因和Ras64B基因的序列及其的联合序列,分别用邻接法(NJ)、最大似然法(ML)和贝叶斯法(Bayesian)三种方法重建了melanogaster种组的系统进化树,并对其系统发育关系进行分析,利用自引导法(Bootstrap Method)检验其结果的置信度。本实验的结果表明：melanogaster种组聚为两大谱系,ananassae种亚组和montium种亚组形成一大谱系,而melanogaster种亚组和所谓的东亚种亚组suzukii, elegans, ficusphila, eugracilis和takahashii形成独立的一支。而关于melanogaster种亚组和所谓的东亚各种亚组之间的进化关系,三种树的拓扑结构存在一定差异,经AU检验,认为贝叶斯树与物种的真实进化关系更接近。另外,melanogaster复合种中,D.mauritiana和D. sechellia亲缘关系最近,D. melanogaster和D.simulans的亲缘关系最近。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-26
  1 分子系统学和分子进化  11-13
    1.1 分子系统学概况  11
    1.2 分子进化  11
    1.3 分子系统学和进化研究中的一些基本论点  11-12
      1.3.1 分子的和形态的特征  11-12
      1.3.2 分子钟假说  12
      1.3.3 中性进化理论  12
    1.4 分子系统学的发展趋势  12-13
  2 分子系统学研究方法  13-15
    2.1 蛋白质水平的分子系统学研究  13-14
      2.1.1 同功酶和等位酶电泳  13
      2.1.2 蛋白质的立体结构分析法  13-14
    2.2 DNA水平的分子系统学研究  14-15
      2.2.1 间接测序法(分子标记技术)  14
      2.2.2 直接测序法(核酸序列测定)  14-15
  3 DNA分子标记技术简介  15-21
    3.1 DNA分子标记的概念  15
    3.2 DNA分子标记的类型  15-19
      3.2.1 RFLP标记技术  15-16
      3.2.2 RAPD标记技术  16-17
      3.2.3 AFLP标记技术  17
      3.2.4 SSR标记技术  17-18
      3.2.5 ISSR标记技术  18
      3.2.6 SNP标记技术  18-19
      3.2.7 EST标记技术  19
    3.3 DNA分子标记的优点  19-20
    3.4 DNA分子标记技术在蝇类研究中的应用  20-21
      3.4.1 种群遗传分化  20-21
      3.4.2 系统进化  21
  4 黑腹果蝇种组(melanogaster species group)  21-24
    4.1 黑腹果蝇种组分类  21-22
    4.2 黑腹果蝇种组的分子系统学研究进展  22-24
  5 mex1基因和Ras64B基因  24
  6 本研究的目的和意义  24-26
第二章材料与方法  26-34
  1 实验材料  26-27
  2 试剂和仪器  27
    2.1 试剂  27
    2.2 仪器  27
  3 实验方法  27-34
    3.1 果蝇总DNA的提取  27-28
    3.2 PCR扩增  28-29
    3.3 PCR产物回收  29
    3.4 感受态细胞的制备(100ml)  29-30
    3.5 连接反应和连接物的转化  30-31
    3.6 蓝白斑筛选  31
    3.7 质粒的抽提  31
    3.8 重组子的鉴定及测序  31-32
    3.9 数据处理  32-34
      3.9.1 序列编辑及排序  32
      3.9.2 数据分析  32
      3.9.3 系统进化分析  32-33
      3.9.4 统计检验  33-34
第三章结果与分析  34-60
  1 总DNA的提取  34
  2 目的片段的获得  34-36
    2.1 mex1基因片段的获得  34-35
    2.2 Ras64B基因片段的获得  35-36
  3 序列分析  36-54
    3.1 mex1基因的核酸序列分析结果  36-45
      3.1.1 mex1基因的编码区  36-39
      3.1.2 系统进化分析  39-40
      3.1.3 检验  40
      3.1.4 系统树的构建  40-41
      3.1.5 模型选择  41-45
      3.1.6 AU检验  45
    3.2 Ras64B基因的核酸序列分析结果  45-54
      3.2.1 Ras64B基因的编码区  45-48
      3.2.2 系统进化分析  48-49
      3.2.3 检验  49-50
      3.2.4 系统树的构建  50
      3.2.5 模型选择  50-54
      3.2.6 AU检验  54
  4 基于mex1+Ras64B联合序列构建的系统树  54-60
    4.1 系统进化分析  54-55
    4.2 检验  55
    4.3 系统树的构建  55
    4.4 模型选择  55-59
    4.5 AU检验  59-60
第四章讨论  60-65
  1 分子进化分析  60-61
    1.1 GC含量分析  60-61
      1.1.1 mex1基因的GC含量分析  60
      1.1.2 Ras64B基因的GC含量分析  60-61
    1.2 同义替换(Ks)和异义替换(Ka)  61
    1.3 转换和颠换  61
  2 黑腹果蝇种组的系统进化  61-64
    2.1 种亚组之间的进化关系  61-62
    2.2 种亚组内的进化关系  62-64
  3 构建进化树的方法  64-65
参考文献  65-71
致谢  71

黑腹果蝇种组mexl和Ras64B基因的进化与分子系统学研究

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