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水龟组四种龟线粒体全基因组测序分析及其分子系统学的研究

作　者: 蒋远
导　师: 聂刘旺
学　校: 安徽师范大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 拟水龟组眼斑龟属线粒体基因组串联重复序列系统发生关系分歧时间估算
分类号: Q75
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

淡水龟科水龟组(Clemmys complex)包括拟水龟属(Mauremys)、安南龟属(Annamemys)、乌龟属(Chinemys)、花龟属(Ocadia)和眼斑龟属(Sacalia)。迄今,基于形态学以及不同分子标记的系统发育研究,对拟水龟属(Mauremys)、安南龟属(Annamemys)、乌龟属(Chinemys)和花龟属(Ocadia)是否合并为一扩充的拟水龟属(expanded Mauremys)、眼斑龟属与相关属的系统学关系及其在龟鳖目中的系统学地位等问题,尚没有取得一致的结论。本研究采用PCR和LA-PCR及测序技术,获得了中华花龟(Ocadia sinensis)、日本拟水龟(Mauremys japonica)、眼斑龟(Sacalia bealei)和四眼斑龟(Sacalia quadriocellata)四种龟的线粒体基因组(mtDNA)全序列,分析了它们的基因组特征,并基于线粒体全序列数据,探讨了它们的分子系统学关系。中华花龟、日本拟水龟、眼斑龟和四眼斑龟的线粒体基因组序列全长分别为:16461 bp、16443 bp、16561 bp和16551 bp,均包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个控制区(control region, CR)序列及另一非编码区——轻链复制起始点(OL)。基因排布和碱基组成与典型的脊椎动物线粒体相似,显示龟鳖目线粒体基因组在进化上的保守性。本研究的中华花龟、日本拟水龟和四眼斑龟ND3蛋白质编码基因中,都发现了额外碱基的插入现象,插入位点分别为205位点、172位点和174位点,但在眼斑龟中却没有发现。该结果可能表明,这些位点的移码并不具有普遍性的规律。结合先前公布的mtDNA序列,我们比较分析了五种拟水龟组代表物种(黄喉拟水龟、安南龟、中华花龟、日本拟水龟和乌龟)的CR序列,识别了其终止相关序列区(TAS)、中央保守区(CD)和保守序列区(CSB)及其保守序列框,分析了CR区3’末端可变数目的串联重复(VNTR)序列。五种拟水龟组物种中共有六种类型的重复基序(motif),推测发现于黄喉拟水龟和安南龟中的TTATATTA基序可能是它们的祖先基序,其他的基序可由该基序经不同途径转变而来。依据重复基序的转变结果,推测这五种拟水龟组物种的种间发生关系为:黄喉拟水龟与安南龟亲缘关系较近,为早期起源;乌龟、中华花龟和日本拟水龟三者亲缘关系较近,起源相对较晚;后三者中,相对于中华花龟和日本拟水龟,乌龟起源较早。在眼斑龟属两有效种(眼斑龟和四眼斑龟)mtDNACR区的分析中发现,两者的CR区结构相似性很高,但在四眼斑龟中发现的间隔TA串联重复((TA)5, (TA) 5, (TA)10)并没有发现在眼斑龟中,以此特征可以区别两物种。基于mtDNA基因组14, 016 bp序列数据,本研究采用最大简约法(MP)、最大似然值法(ML)和贝叶斯分析(BI)法,重建了龟鳖目9个科27个物种的系统发育树。所有结果均支持合并原为单系的拟水龟属、安南龟属、乌龟属和花龟属为一扩充的拟水龟属;支持眼斑龟属与齿缘摄龟属(Cyclemys)(以白腹摄龟Cyclemys atripons为代表种)为姐妹群关系。运用BEAST软件的宽松分子钟模型(“relaxed”molecular clock models),我们估算了龟鳖目中各谱系(lineage)的分歧时间,结果推测绝大多数现存曲颈龟物种的分歧发生在最近的百万年,显示种间分化相对较晚。

水龟组四种龟线粒体全基因组测序分析及其分子系统学的研究

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