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。     

社鼠和针毛鼠线粒体DNA序列的歧异及其系统进化关系

社鼠和针毛鼠是有着广泛地理分布的山地鼠种,它们的一些形态特征及核型明显有别于同属的其它鼠类.社鼠的亚种--雷琼社鼠局限于分布在广东省西部地区和海南省,它的形态特征多似社鼠,但也有少数特征相似于针毛鼠.对于社鼠和针毛鼠的分类地位及社鼠亚种的分化一直有着各种讨论.本研究进行了社鼠和雷琼社鼠以及针毛鼠龙门种群和香港种群的细胞色素b (264个核苷酸位点)和12S rRNA (387个核苷酸位点)基因片段的测序.社鼠与雷琼社鼠线粒体的细胞色素b基因片段间包含有19个变异位点、12S rRNA 基因片段间包含11个变异位点和2个插入/缺失位点.针毛鼠的2个种群间的细胞色素b 和12S rRNA 基因片段分别包含了3个和11个变异位点.通过邻接法和最大简约法重建的系统进化关系表明:雷琼社鼠与社鼠有着紧密的亲缘关系,它的亚种地位得到了线粒体DNA序列证据的肯定.针毛鼠龙门种群和香港种群细胞色素b和12S rRNA 基因片段序列的歧异反映出两个种群由于长期的地理隔离及其所经历自然选择的结果.     

鲤科鱼类系统进化过程中SINEs的插入事件

短散在核重复序列(SINEs)是真核生物基因组内的移动元件,已被广泛应用于系统发育研究。文中报道了用SINE的插入事件和细胞色素b基因来研究鲤科鱼类的进化.结果显示:细胞色素b基因和SINEs插入事件在大的鲤科鱼类分类上都支持形态学的分类结果,将整个鲤科鱼类分为雅罗鱼系和鲃系;两种分子标记所获结果的不同之处在于野鲮亚科的进化地位.SINEs插入事件的分析结果显示该亚科的进化地位比较原始,而细胞色素b序列的结果则显示其相对较晚的进化起源.尽管在该研究中分析的物种较少,但为SINEs在鲤科鱼类插入事件的研究提供了基础.     

基于线粒体DNA序列分析研究泰山赤鳞鱼的分类和进化

泰山赤鳞鱼作为一种古老而分布特异的鲤科鱼种,其分类和进化地位尚存在很多争议.利用PCR方法克隆了泰山赤鳞鱼线粒体DNA的12S,16SrRNA、细胞色素b和ATP酶8/6基因序列,分析了碱基组成变异和核苷酸序列差异,并与鲤科其它属种的同源序列进行比较,发现所有基因都是(A+T)%(G+C)%.蛋白编码基因在第三位点是G缺失基因,并集中在第三位点发生替换突变.利用最小进化法(ME)和邻接法(NJ)构建了系统进化树.结果表明,泰山赤鳞鱼不属于突吻鱼属,而是更接近倒刺鲃属和鲃属.利用细胞色素b序列计算并推断泰山赤鳞鱼可能起源于1 600万年前的中新世中期.     

小黄鱼鱼卵的形态学及遗传学鉴别

为验证小黄鱼鱼卵形态学鉴别的准确性,以及COI基因序列在小黄鱼鱼卵鉴别中应用的可行性,对黄海中南部近岸海域15个站位采集的两组平行样品分别进行传统形态学鉴别和COI基因片段序列的测定。形态学鉴别结果显示,7站出现小黄鱼鱼卵,共计128粒。卵径1.242~1.535 mm,油球径0.414~0.567 mm。遗传学鉴别结果显示,共108个个体成功扩增并测序,共检测到17个单倍型,与小黄鱼间的遗传距离在0.000~0.038之间;与其他石首鱼科鱼类序列的遗传距离在0.112~0.317之间。Kimura双参数模型构建的NJ系统树聚类结果显示,鱼卵与小黄鱼单倍型聚为一支,与其他石首鱼科鱼类序列分为不同的分支,推断108粒鱼卵均为小黄鱼。对比形态学和遗传学鉴别结果,不存在显著差异(P=0.8440.05)。结果表明,小黄鱼鱼卵的形态学鉴别具有较高的准确性,线粒体COI基因可应用于小黄鱼鱼卵的鉴别。     

基于线粒体COⅢ基因变异鉴定黄渤海地区海鱼种类

本研究根据GenBanK发布的核苷酸数据库信息,设计扩增鱼类线粒体COⅢ基因的通用引物,扩增黄渤海地区7种重要商品海鱼(光鱼、梭鱼、鲫鱼、舌鳎、扒皮鱼、六线鱼、白姑鱼)的COⅢ全长基因序列.对扩增产物进行测序、比对,利用分子生物学软件进行序列酶切分析,最终选用Nla Ⅲ限制性内切酶进行酶切,并获得了所研究的各鱼种的特异酶切片段图谱.结果表明,利用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术能有效地区分以上7种海鱼,PCR-RFLP技术应用在鱼种鉴定上具有快速、准确的优势.     

基于12S rDNA和16S rDNA部分序列对澜沧江流域景洪段5种鲃亚科(Barbinae)鱼类的进化地位研究

通过PCR扩增了澜沧江流域景洪段鲃亚科(Barbinae)短吻鱼(Sikukia gudgeri)、黄尾短吻鱼(S.flavicaudata)、中国结鱼(Tor sinensis)、云南四须鲃(Barbodes huangchuchieni)和长臀鲃(Mystacoleucus marginatus)共5种鱼的线粒体12S rDNA和16S rDNA部分片段,并进行了序列测定,基于12S rDNA和16S rDNA重建NJ系统发育树,结果表明:中国结鱼与野鲮亚科(Labeoninae)亲缘关系较近;云南四须鲃与短吻鱼和黄尾短吻鱼有较近的亲缘关系,长臀鲃次之.基于12S rDNA和16S rDNA序列的遗传学特征佐证了鲃亚科不是一个单系群,四须鲃属(Barbodes)为鲃亚科鱼类进化最原始的属这一观点有待商榷.     

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.     

黄海带鱼、小带鱼RAPD和线粒体16S rRNA基因序列变异分析

对黄海带鱼、小带鱼各12个个体进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析,对比多态位点比例、遗传多态度以及遗传距离,并构建Neighbor-joining系统树;通过PCR扩增出线粒体16SrRNA基因,纯化后直接测序,利用生物信息学方法进行序列分析和核苷酸变异比较,结合GenBank上大西洋叉尾带鱼同源序列构建UPGMA系统树.分析结果表明:(1)RAPD技术研究黄海带鱼和小带鱼的遗传多样性具有较高的灵敏度和检出率,带鱼的多态比例和遗传多态度均较小带鱼的低;(2)线粒体16S rRNA基因序列在分析这两物种遗传变异时表现出保守和变异的双重特性,种内变异极小而种间较大;(3)5个随机引物扩增出种特异的RAPD带,可作为种间分子鉴定标记;(4)研究证实带鱼和小带鱼是不同属的两个种,从而在基因水平上支持了Nelson分类系统的观点.     

梭鱼和鲻鱼线粒体16S rRNA和COⅠ基因片段的比较分析

运用PCR技术,扩增了梭鱼和鲻鱼线粒体16S rRNA和COⅠ基因片段,并比较分析了其种间的序列差异。获得16S rRNA基因的540～560 bp碱基序列,出现26个碱基的插入与缺失位点;获得COⅠ基因的602～604 bp碱基序列,出现2个插入缺失位点;16S rRNA和COⅠ基因的序列中G平均含量最低,且(A+T)含量高于(G+C)含量,与其他鱼类中的16S rRNA和COⅠ基因片段研究结果相一致。在16S rRNA基因片段中,梭鱼出现1种单倍型,鲻鱼为2种单倍型;在COⅠ基因片段中,梭鱼样品中检测到3个单倍型,鲻鱼样品中检测到5个单倍型。以Takifugu poecilonotus为外群,构建的NJ系统发育树,基于16S rRNA和COⅠ基因序列获得的NJ系统树基本一致,鲻鱼和梭鱼种内个体分别聚为一支,显示16S rRNA和COⅠ基因适合于梭鱼和鲻鱼的物种鉴定。     

鲟形目线粒体16S rRNA的部分序列变异及系统发生

采用通用引物对3种鲟形目（Acipenseriformes）鱼类,中华鲟（Acipenser sinensis）、俄罗斯鲟（Acipenser gueldenstaedtii）和匙吻鲟（Polyodon spathula）的16S rRNA基因部分片段进行扩增,并与NCBI数据库中获得另外6种鲟形目鱼类相应的16S rRNA序列部分进行比较,探讨鲟形目2个科5个属共9个种之间的遗传变异和亲缘关系.数据合并后用于分析的序列共514 bp,变异位点29个,含简约信息位点16个,单一信息位点13个.以多鳍鱼目（Polypteriformes）多鳍鱼属Polypterus ornatipinnis为外群,采用部分16S rRNA序列基于Kimura双参数模型构建其系统发育关系,结果表明：MP法和NJ法得到系统树基本相同,其科、亚科和属的分化上基本与传统形态学分类相吻合,另外,欧鳇与鲟属鱼类的分化也并不明显.值得注意的是,鲟亚科6个种所划分出的3个分支恰恰分别归属于3个地理区域,欧鳇、闪光鲟和俄罗斯鲟主要集中于黑海和里海流域等地区;中华鲟和达氏鲟分布在西北太平洋,中国长江流域以及朝鲜;而高首鲟则分布于东太平洋.     

东北粗皮蛙线粒体DNA遗传多样性分析

本文通过对东北粗皮蛙29个样本线粒体DNA控制区和细胞色素b基因部分序列分析,探讨其遗传多样性和种群遗传结构。PCR扩增和测序结果,获得587bp的线粒体DNA控制区序列和895bp的细胞色素b基因序列。合并线粒体DNA序列分析,共定义14个单倍型,16个变异位点,单倍型多样性(H)为0.704,核苷酸多样性(π)为0.001,平均核苷酸差异数为1.438,表明东北粗皮蛙遗传多样性较低。分子变异分析(AMOVA)结果表明,种群内变异占全部遗传变异的98.13%,群体间没有遗传分化(FST=0.0187),因此应加强对东北粗皮蛙野生种群的保护。     

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。     

基于COI基因的摇蚊亚科部分属的系统发育分析(双翅目:摇蚊科)

测定23种摇蚊亚科摇蚊线粒体COI基因的部分序列,并结合从Gen Bank下载的25种该亚科摇蚊同源序列进行分析,研究摇蚊亚科物种的分类和系统进化关系.运用MEGA5.1构建的邻接法(NJ)和最大简约法(MP)系统发育树表明:多足摇蚊属复合体中的斑摇蚊属、倒毛摇蚊属、内摇蚊属、明摇蚊属聚在一支,亲缘关系较近;狭摇蚊属单独聚为一支;长跗摇蚊属群中的大部分属的亲缘关系也较近;哈摇蚊属群仅有部分属聚在一起,均与基于形态学的系统发育研究结果一致.     

红腹锦鸡线粒体基因组全序列及其结构分析

采用PCR扩增方法测定红腹锦鸡Chrysolophus pictus线粒体基因组全序列:序列全长16 678 bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA基因.基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构都与绝大多数鸟类相同或相近.红腹锦鸡线粒体基因组碱基组成分别为:A(30.4％)、T(24.8％)、C(31.2％)、G(13.6％).总的A+T含量为55.2％.除了COⅠ基因起始密码子是GTG,其余12个蛋白质编码基因的起始密码子都是ATG.tRNA基因核苷酸长度为65～76 nt,12S rRNA和16S rRNA基因分别为968和1 604 nt.     

中国南方沿海13种石斑鱼类的分子系统进化关系分析

石斑鱼类(Groupers)是世界性海洋经济鱼类,也是中国南方沿海省份重要的海水增养殖对象,其种类繁多,由于缺乏明显的种间外部形态区别特征,石斑鱼的分类一直是鱼类系统分类学的一个难题,存在着较多的争议和混淆。为了从分子水平揭示石斑鱼类的系统进化关系,应用线粒体细胞色素b基因(Cyt b)及两个核糖体RNA基因(16S和12S)序列联合构建系统进化树对中国近海石斑鱼亚科3属13种进行种类鉴定及亲缘关系分析,探讨了石斑鱼类的分子系统进化。结果表明:①线粒体基因序列在石斑鱼类种间存在较大的变异,种内变异极小,是进行石斑鱼类种类鉴定较为适宜的分子标记;②所研究的3属13种石斑鱼类中,石斑鱼属与九棘鲈属的亲缘关系较近,与鳃棘鲈属的较远;③赤点石斑鱼和青石斑鱼、蜂巢石斑鱼与鲑点石斑鱼、斜带石斑鱼与棕斑石斑鱼两两间具有较近的亲缘关系。     

16SrRNA基因序列变异和中国野鲮亚科鱼类单系性研究

形态和分子系统学的研究结果均表明,鲤科中的鲃系是一个单系类群,由鲃亚科、鲤亚科、裂腹鱼亚科和野鲮亚科组成,但它们各自的单系性及相互关系还没有系统发育证据.采用PCR方法获得了27种鱼类的16S rRNA基因序列,其中包括18种野鲮亚科鱼类,代表了中国野鲮亚科13个属.应用邻接法、最大简约法、最大似然法和Bayesian法分别构建其分支系统图.结果表明,野鲮亚科鱼类形成了一个单系类群,并且包括两个主要分支类群:其中一支包含鲮属、缨鱼属和墨头鱼属;另一个支系包括野鲮属、拟缨鱼属、异华鲮属、卷口鱼属、唇鲮鱼属、泉水鱼属、直口鲮属、盘鮈属、纹唇鱼属和华鲮属.分子系统学的研究表明,传统分类学中使用的一些形态特征,如口唇及其相关结构等,可能是趋同进化的结果,并不完全与其系统发育进化相一致.     

六种鱼巴亚科鱼类线粒体细胞色素b基因序列分析

测定了鱼巴亚科云南光唇鱼(Acrossocheilus yunnanensis)、宽头四须鱼巴(Barbodes laticeps)、抚仙金线鱼巴(Sinocyclocheilus tingi)和滇池金线鱼巴(Sinocyclocheilus grahami)4种鱼类线粒体细胞色素b基因DNA序列402bp,结合已知的云南倒刺鱼巴(Spinibarb denticulatus yunnanensis)和细尾长臀鱼巴(Mystacoleucus lepturus)的同源序列,组成1个6种代表鱼巴亚科5属鱼类的数据集.选用已知的云南鲴(Xenocypris yunnanensis)作为外群,采用邻接法、最大简约法和最大似然法构建了分子系统树.结果显示:倒刺鱼巴属(Spinibarbus)和光唇鱼属(Acrossocheilus)有较近的亲缘关系,四须鱼巴属(Barbodes)和长臀鱼巴属(Mystacoleucus)有较近的亲缘关系,而金线鱼巴属(Sinocyclocheilus)和它们的关系不能确定.上述结果与它们的地理分布基本吻合.       

鲤科鱼类结缔组织生长因子基因变异和分子进化

结缔组织生长因子（CTGF）在细胞生长、分化和凋亡及个体生长发育中具有重要的调控作用．研究CTGF基因在不同鱼类中的变异及进化,对于理解物种分化和基因差异具有重要意义,文中通过PCR扩增、克隆和测序,获得了19种鲤科鱼类（Cyprinidae）CTGF基因序列,并重建了鲤科鱼类系统发育关系,用于估计各分支的进化速率．以鳉科（Cyprinodontidae）的青鳉（Oryziaslatipes）作为外类群,系统树均以较高的节点支持率支持鲤科鱼类中雅罗鱼系（Leuciscini）和鲃系（Barbini）的划分．对雅罗鱼系和鲍系的进化速率进行估算,表明雅罗鱼系进化速率小于鲃系,说明鲃系鱼类具有相对较小的选择压力,在较为宽松的环境中进化,鲤科鱼类CTGF基因5’端编码区具有一个6bp的插入或缺失（Indel）位点．雅罗鱼系均缺失这6个碱基,成为雅罗鱼系特有的序列特征,为进一步证实雅罗鱼系的单系性提供了Indel证据．鲤科鱼类CTGF蛋白质的氨基酸序列中,具简约信息的变异位点和Indel位点大多位于CTGF蛋白的信号区和IGFBP区,推测这可能与CTGF基因表达调控和蛋白质活性有关．