鲑科鱼类线粒体全基因组序列结构特征及其系统发育信息分析

为了深入开展鲑科鱼类的线粒体全基因组序列的结构特征和系统发育信息的研究,利用生物信息学的方法分析了已获得的40种鲑科鱼类的线粒体全基因组序列.通过软件Clustal X进行对比,然后用软件MEGA5.05分析DNA的序列差异,并用邻接法生成系统进化树.结果发现:1)鲑科鱼类线粒体基因组的结构和基因排列顺序和其他硬骨鱼类的相同,其全长为16 526~16 997 bp.2)从系统进化树可以看出白鲑亚科(Coregonidaeinae)位于祖先的位置,是最早出现分化的一枝,鲑亚科(Salmoninae)和茴鱼亚科(Thymallinae)亲缘关系较近,互为姐妹群.3)在所有编码基因中,序列变异程度最大的是ND2基因(47.6%),最小的是16S rRNA基因(11.0);Kimura双参数遗传距离最大的是ND2基因(0.203),最小的是12S rRNA基因(0.037).     

高原鳅属鱼类线粒体全基因组序列结构特征及其系统发育信息

为了深入开展高原鳅属(Triplophysa)鱼类的分类鉴定、系统进化等研究,利用生物信息学的方法分析了37种高原鳅属鱼类的线粒体全基因组序列及系统发育信息。通过Clustal X对线粒体DNA(mt DNA)全基因组序列进行对比,然后用MEGA7分析mt DNA的序列差异,并用邻接法生成系统进化树。结果发现:(1)高原鳅属鱼类线粒体基因组的全长在16 562～16 681 bp之间,其基因组结构和基因排列顺序与其他硬骨鱼类的线粒体基因组特征相同;(2)在所有编码基因中,ND2基因的序列变异程度最大(52.5%),且Kimura双参数(K2P)遗传距离最大(0.232),而16S rRNA的变异程度最小(19.9%),12S rRNA基因的K2P遗传距离最小(0.034);(3)系统进化树显示高原鳅属中除叶尔羌高原鳅(Triplophysa yarkandensis)外,绝大多数物种能够聚为一支,未描述种(T.sp.)、玫瑰高原鳅(T.rosa)和湘西盲高原鳅(T.xiangxiensis)聚为一支并处于该属的基部位置。     

雀科9种鸟类11个线粒体tRNA基因序列及二级结构比较研究

利用PCR方法对雀科9种鸟类11个线粒体基因组中3个主要的tRNA基因簇,即IQM(tRNAIle-tRNAGln-tRNAMet),WANCY(tRNATrp-tlRNAAla-tRNAsn-tRNACyB-tRNATyr)和HSL(tRNAHis-tRNASer(AGY)-tRNALeu(CUN))进行扩增和序列测定,这些tRNA基因序列中可变核苷酸位点占15%,其中59%出现在环区,且存在插入核苷酸;茎区相对保守,其中一些变异如双链的互补性碱基突变,G-u配对等对于维系tRNA二级结构的稳定性非常重要.利用11个线粒体tRNA基因全序列,以鹌鹑为外群构建了雀科9种鸟类的系统发育树,结果表明:黄雀与其它物种关系较远;鹀亚科中灰头鹀与雀亚科关系最近,而小鹀与三道眉草鹀比较特化,这与根据二级结构特征得出的结论相吻合.利用茎区序列构建的NJ树在鹀亚科物种的分类地位上存在分歧,可能是由于核苷酸数目较少,信息量小,在解决近缘物种间的分类地位时受到限制.结合线粒体tRNA基因二级结构特征比较和系统发育分析,初步认为线粒体tRNA基因二级结构特征对于推断雀科属间的分类地位具有较高的置信度.     

线粒体DNA d-loop序列变异与鳅鮀亚科鱼类系统发育

对鳅鮀亚科(Gobiobotinae)2个属8个种10个个体线粒体控制区d-loop全序列进行了测定.以鮀亚科斑马鱼为外类群,对鳅鮀及鲤科(Cyprinidae)一些亚科代表种鱼类进行了系统发育分析.结果显示,鳅鮀鱼类是一个单系类群,与鮀和细鲫有较近的亲缘关系.从系统发育的角度看,鳅鮀亚科应归属于鮀亚科(Gobioninae).研究结果支持鳅鮀亚科分为异鳔鳅鮀属(Xenophysogobio)和鳅鮀属(Gobiobtia).     

线粒体DNA d-loop序列变异与鳅鮀亚科鱼类系统发育

对鳅鮀亚科(Gobiobotinae)2个属8个种10个个体线粒体控制区d-loop全序列进行了测定.以鮀亚科斑马鱼为外类群,对鳅鮀及鲤科(Cyprinidae)一些亚科代表种鱼类进行了系统发育分析.结果显示,鳅鮀鱼类是一个单系类群,与鮀和细鲫有较近的亲缘关系.从系统发育的角度看,鳅鮀亚科应归属于鮀亚科(Gobioninae).研究结果支持鳅鮀亚科分为异鳔鳅鮀属(Xenophysogobio)和鳅鮀属(Gobiobtia).     

基于线粒体ND2基因的龙头鱼群体遗传多样性分析

以海口、南通、青岛、泉州、湛江5个地理群体98尾龙头鱼为研究对象,通过PCR扩增获得序列长度为1 046bp的线粒体ND2基因全序列,共检测到变异位点19个,其中18个单一变异位点,1个简约信息位点。98条序列共定义了19个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)为0.366±0.063 8,平均核苷酸多样性(Pi)为0.000 427±0.000 424。群体间平均遗传距离在0.000 228～0.000 607之间,遗传分化指数FST值均小于0.05,群体间没有显著的遗传分化。AMOVA结果显示,龙头鱼遗传变异主要来自于种群内(99.68%)。单倍型系统发育树显示,19个单倍型之间不存在明显的亚种分化。整体的中性检验结果均为负值且显著偏离中性,表明5个地理群体龙头鱼历史上曾经历过种群扩张。参考ND2基因2.5%～3.6%每百万年的变异速率,估算出群体分化扩张时间大致为(1.87～1.30)万年前的第四纪更新世晚期。     

黄河鮈Cytb基因克隆及其在鮈属中的系统发育

采用聚合酶链式反应克隆黄河鮈线粒体细胞色素b基因 (Cyt b),首次报道了该基因的全长序列(1140bp,FJ904648) ,并与鮈属中其他6个物种的Cyt b 基因进行同源性比较,分析了碱基组成和变异情况,以马口鱼属的马口鱼和鯝属的云南鯝作为外群构建了ML和NJ系统发育树.遗传距离和分子系统学分析表明,黄河鮈与犬首鮈具有较低的遗传距离(6.30%),在系统发育树上两者聚在一起,提示黄河鮈与犬首鮈存在较近的亲缘关系.     

兰州鲇线粒体基因组序列结构及系统发育分析

利用GenBank中欧洲鲇的线粒体基因组序列, 设计出6对引物, 通过PCR扩增产物直接测序和引物行走(primer walking)法测定了兰州鲇的线粒体基因组序列, 并对其进行结构分析。兰州鲇线粒体基因组序列全长16524 bp, 包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和1个非编码区。用最大似然法对鲇形目11种鲇鱼线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的核苷酸序列进行系统发育分析。结果显示, 兰州鲇首先跟其他鲇科鱼类聚为一支, 形成一个单系群, 位于系统发育关系树的中部。     

线粒体DNA d—loop序列变异与鳅Tuo亚科鱼类系统发育

对鳅Tuo亚科（Gobiobotinae)2个属8个种10个个体线粒体控制区d-loop全序列进行了测定。以Dan亚科斑马鱼为外类群，对鳅Tuo及鲤科（Cyprinidae)一些亚科代表种鱼类进行了系统发育分析。结果显示，鳅Tuo鱼类是一个单系类群，与Ju和细鲁鲫有较近的亲缘关系。从系统发育的角度看，鳅Tuo亚科应归属于Ju亚科(Gobioniae)。研究结果支持鳅Tuo亚科分为异镖鳅Tuo属（Xenophysogobio)和鳅Tuo属（Gobiobtia)。     

蝽亚科部分昆虫mt DNA-16S rRNA序列多态性分析(半翅目:蝽科)

以16S rRNA基因作为分子标记,对蝽亚科6种昆虫及外群异蝽科昆虫进行特异性扩增和序列测定,对序列的碱基组成、转换颠换、遗传距离等进行分析,探讨了16S rRNA基因在该亚科的分子进化机制.并基于16S rRNA基因序列数据,采用邻接法(NJ)建立蝽亚科部分昆虫分子系统发育关系[1].获得的16S rRNA基因序列片段的长度在439~441 bp之间,且保守性序列较多.该片段中碱基T,C,A,G的平均含量分别为32.9%,17.9%,40.5%,8.8%,A+T平均含量为73.4%,明显高于G+C含量(26.7%),存在较强的A+T含量偏向性;密码子第三位点A+T含量更高,达77.1%.通过测定该基因片段的序列发现,不同种群存在丰富的DNA序列多态性.     

基于Cyt b基因序列变异探讨鲱形目系统发育关系

鲱形目内科间分类关系一直以来存在较多争议,为探讨鲱形目系统发育关系,对黄鲫、凤鲚的线粒体Cyt b基因全序列进行扩增、克隆及测序,得到1 141 bp序列。结合Genbank中已发布的鲱形目鱼类Cyt b基因全长序列利用生物信息学软件进行比较分析后,共检测到553个变异位点,总变异为48.5%,其中含504个简约信息位点,未见序列插入或缺失。碱基的替换多在密码子第三位,序列中转换多于颠换,Ts/Tv为2.448,基因突变未达到饱和。基于K2P模型计算的遗传距离表明,宝刀鱼科同鲱科及鳀科的科间遗传距离(0.042~0.072)小于鲱科内属间遗传距离(0.065~0.106)。在以南美肺鱼为外群构建的NJ分子系统树中,齿头鲱科最先分化,是鲱形目中原始类群;鳓属、多齿鳓属独立聚为一支,且具较高的自举检验值,支持将其归入锯腹鳓科;宝刀鱼科并入到鲱科一支中去,与鲱科亲缘关系更近。     

中国近海8种石首鱼类的线粒体16S rRNA基因序列变异及其分子系统进化

通过PCR扩增出中国近海石首鱼科(Sciaenidae)6属8个代表种的线粒体16S rRNA基因,纯化后直接测序.利用多个生物软件对序列变异和碱基组成进行分析,计算Kimura 2-parameter遗传距离、平均核苷酸变异数、平均每位点核苷酸替代数等遗传信息指数,并结合GenBank上大斑石鲈(Pomadasys maculates)同源序列构建UPGMA,NJ,ME和MP系统树.结果表明,叫姑鱼(Johnius belengerii)为最早分化的一枝,其次为黄姑鱼(Nibea albiflora)和白姑鱼(Argyrosomus argentatus),而黄鱼亚科(包括大黄鱼(Pseudosciaena crocea)、小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、黑鳃梅童鱼(Collichthys niveatus)和鮸鱼(Miichthys miiuy))分化最晚,这支持了形态学得出的结论.在分子水平上明确了叫姑鱼亚科和黄鱼亚科的系统进化地位,并得出黄姑鱼比白姑鱼更早分化的新推论,但对于形态学上将白姑鱼和黄姑鱼归属于同一个亚科的结论还有待使用多个不同进化速率的基因加以分析考证.为探讨中国石首鱼类分子系统进化做了尝试,并就线粒体16S rRNA基因在该科鱼类系统进化研究的应用潜力进行了剖析.     

舟山海域梭子蟹科重要种类DNA条形码建立及其系统发育研究

舟山海域梭子蟹科蟹类资源丰富,种类较多,具有及高的经济价值。然而,传统分类学中对其分类主要采用形态观察和行为学的技术手段,表型变异受环境因子影响显著,导致表型性状的不确定性。本研究采用蟹类DNA条形码通用的引物来扩增舟山海域梭子蟹科6种常见蟹类的COI基因序列并构建系统发育树,结果显示,所有分析蟹类COI基因长度为658 bp。种内变异较小,遗传距离范围0.000 0~0.008 2,平均0.002 9;种间变异较大,遗传距离介于0.140 0~0.241 7,平均0.195 1。NJ系统发育树支持蟳属、梭子蟹属和圆趾蟹属具为三个独立的系群,而与圆趾蟹属的亲缘关系较为疏远,这为梭子蟹科的物种鉴定和系统发育重建研究等方面提供重要参考。     

3种鲍16S rRNA基因片段分析及系统发育研究

运用PCR技术对皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)、黑足鲍(H.iris)和黑唇鲍(H.rubra)3种鲍16S rRNA基因扩增,纯化后测序。结果表明:皱纹盘鲍、黑足鲍和黑唇鲍序列长度分别为544、546、550 bp,序列AT含量分别为58.1%、56.1%和55.9%,三者序列同源性高达94.18%,碱基变异位点分别集中在9~34 bp、248~295 bp、326~375 bp。所得结果与Genebank中22种鲍相应序列进行对比分析,25种鲍遗传距离距离在0.00~0.14之间;用NJ和ML法绘制系统发育树分析其亲缘关系,结果表明鲍科系统发育呈现出一定的区域性,并且染色体数目相同的物种容易聚为一支。     

中国沿海龙虾属8种龙虾COI基因序列的分子系统学研究

 我国沿海分布8种龙虾属的龙虾,为了研究其系统发育和筛选分类DNA条形码,对线粒体COI 基因序列进行分析,用MEGA4.0软件计算遗传距离,采用邻接法( NJ) 和最大简约法（MP）构建分子系统发育树。结果获得大小为731 bp, GC含量在40.2%～44.5%之间COI基因片段。8种龙虾种内变异较小,遗传距离范围0.00～0.057, 平均0.016;种间遗传距离较大,介于0.124～0.228之间, 平均遗传距离为0.185,种内和种间遗传距离相差约10倍。NJ树和MP树都支持8种龙虾分成2支:密毛龙虾、长足龙虾和日本龙虾为一支,中国龙虾、杂色龙虾、黄斑龙虾、锦绣龙虾和波纹龙虾等5种龙虾为另一支。表明COI 基因序列作为DNA条形码进行龙虾属的分类鉴定具有一定的可行性。     

细胞色素b基因序列变异与东亚 科鱼类系统发育

采用PCR技术获得了中国 科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因1138bp全序列，所得序列与GenBank中分布于日本，韩国和俄罗斯的 科2属9种鱼类同一基因序列排序，并选用鲇形目鲇科的大口鲇，钝头Wei科的鳗尾 以及脂鲤目的断线脂鲤作外类群，分析了细胞色素b基因序列，计算了Kimura双因子遗传距离和 科鱼类线粒体DNA的进化速率，用最是约法和邻接法构建了 科鱼类分子系统树，得出如下结论：（1）线粒体DNA序列分析显示所测定的鲇形目鱼类细胞色素b基因序列中，存在3bp的缺失。（2）系统发育分析示 科构成一单系类群； 属为较为特化的属，拟 属为一明显的类群，而黄颡鱼属与Wei属关系较为混乱；（3）东亚 科鱼类线粒体DNA的进化速率约为每百万年0.18%-0.30%,本文是中国鲇形目 科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因序列的首次报道。     

14种帘蛤科贝类线粒体基因组特征与系统进化分析

利用从genbank数据库摘录了帘蛤科Veneridae的14种贝类的线粒体基因组全序列,分析其特征,并研究帘蛤科贝类分子系统进化关系。结果显示,A+T碱基含量高于G+C碱基含量,线粒体基因组表现出明显的碱基偏倚现象。对蛋白质编码基因分析,ATG并不是唯一的起始密码子,终止密码子有TAA和TAG两种;密码子组成表现出亲缘关系近的密码子组成差异较小,而亲缘关系远的差异较大。研究还发现14个物种线粒体基因排列顺序存在差异,有基因重排现象和ATP8基因缺失现象,可能是和物种生活环境有关。选取巴非蛤属的和蔼巴非蛤,真曲巴非蛤,织锦巴非蛤,波纹巴非蛤来研究帘蛤科贝类线粒体基因组选择压力,结果表明其12种蛋白质编码基因的Ka/Ks均介于0和1之间,表明基因受到纯化选择作用。基于线粒体基因组序列计算的遗传距离和构建的NJ系统发育树所得结论与传统形态分类基本一致,说明线粒体基因适合作为帘蛤科系统发育的研究手段。     

细胞色素b基因序列变异与东亚鲿科鱼类系统发育

采用PCR技术获得了中国（鱼尝）科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因1138bp全序列.所得序列与GenBank中分布于日本、韩国和俄罗斯的（鱼尝）科2属9种鱼类同一基因序列排序,并选用鲇形目鲇科的大口鲇、钝头（鱼危）科的鳗尾（鱼央）和伦氏（鱼央）以及脂鲤目的断线脂鲤作外类群.分析了细胞色素b基因序列,计算了Kimura双因子遗传距离和（鱼尝）科鱼类线粒体DNA的进化速率,用最大简约法和邻接法构建了（鱼尝）科鱼类分子系统树,得出如下结论:(1)线粒体DNA序列分析显示所测定的鲇形目鱼类细胞色素b基因序列中,存在3bp的缺失;(2)系统发育分析显示（鱼尝）科构成一单系类群;（鱼艹）属为较为特化的属,拟（鱼尝）属为一明显的类群,而黄颡鱼属与（鱼危）属关系较为混乱;(3)东亚（鱼尝）科鱼类线粒体DNA的进化速率约为每百万年0.18%～0.30%.本文是中国鲇形目（鱼尝）科鱼类线粒体DNA细胞色素b基因序列的首次报道.     

波纹鳜线粒体基因克隆及系统发育信息分析

为了探讨鳜类线粒体基因组结构特征及系统发育信息,以期为鳜类遗传学研究和分子标记提供参考依据,本文将波纹鳜Siniperca undulata线粒体随机切割成长度为1～3 kb的15个片段,采用PCR产物直接测序法获得波纹鳜线粒体全基因组,并提交至NCBI数据库,获得登录号KJ644783。结果分析发现:波纹鳜线粒体包含13个编码蛋白基因、22个tRNA、2个rRNA以及一个超变区(D-loop),基因排列顺序与其他硬骨鱼类似,不存在基因重排现象。整个基因组存在明显的AC偏好性,其中G碱基含量非常低,仅仅为16.23%。系统发育信息分析结果显示,CO1、ND5、CYTB、ND4基因具有较好的进化适应性,能够较好地反映鳜类的系统发育关系。进一步的进化分析显示,鳜类分成了鳜属和少鳞鳜属。     

基于线粒体Cytb基因序列探讨花斑鳅三亚种的分类地位

以线粒体DNA细胞色素b(Cytb)基因的全序列作为遗传标记,探讨花斑鳅3亚种(指名亚种Cobitis melanoleuca melanoleuca、北方鳅亚种C.m.granoei和格氏鳅亚种C.m.gladkovi)的分类地位.基于Kimura双参数法计算河北花斑鳅指名亚种个体间的遗传距离为0.2%~1.1%,俄罗斯花斑鳅指名亚种、北方鳅亚种和格氏鳅亚种之间的平均遗传距离为0.1%~1.5%,而河北花斑鳅指名亚种与俄罗斯花斑鳅3个亚种之间的平均遗传距离为1.7%~2.6%.分子系统树显示,花斑鳅分为两大分支:分支I为河北花斑鳅指名亚种8个单倍型类群,分支Ⅱ含俄罗斯花斑鳅指名亚种、北方鳅亚种和格氏鳅亚种以及辽宁北方鳅亚种.结合已有研究结果得出:花斑鳅指名亚种仅分布于中国,而俄罗斯也仅有北方鳅亚种1个物种,两者的分化时间约为2.50~3.09百万年.