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鳅超科鱼类若干基因的进化及分子系统发育分析

作　者: 刘思情
导　师: 张家波；刘焕章
学　校: 华中农业大学
专　业: 湿地资源与环境
关键词: 鳅超科鳅类分子进化分子系统学负向选择压力 COI ND4/ND5 RH1 RAG1 EGR2B IRBP
分类号: Q951
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

鳅超科(Cobitoidea)是鲤形目(Cypriniformes)鱼类中重要的类群之一种类多,形态差异大,分布广泛。本研究以鳅超科鱼类为研究对象,对线粒体基因COI、ND4、ND5和核基因RH1、RAG1、EGR2B和RBP共7个基因的进化情况进行了分析。并以这几个基因作为分子标记,探讨了鳅超科鱼类的系统发育关系。主要研究结果如下：1、测定了鳅超科共32个种35尾样本的基因序列,包括线粒体基因COI、ND4、ND5和核基因RH1、RAG1、EGR2B和IRBP。同时,从GenBank上获取了29个种共92条相关的基因序列。用MEGA 4.0软件分析了基因序列的遗传变异,用PAML集成的基于密码子的模型分析了这7个基因在鳅超科鱼类中的进化。结果表明：(1)变异位点和简约信息位点分析显示,线粒体基因的变异总体大于核基因的变异,其中以ND5基因的变异程度最大,EGR2B基因的变异程度最小。(2)序列在碱基组成上表现为3个线粒体基因及1个核基因IRBP的AT含量(51.3%-57.5%)大于GC含量(42.5%-48.7%),RH1基因基本相等,RAG1和EGR2B基因GC含量(52.4%、60.4%)大于AT含量(47.6%、39.5%)。(3)选择压力和位点检测显示,总体上所有基因都处于纯化选择之下(purifying selection),其中以COI基因受负向选择(negative selection)影响最大,IRBP基因最小。并且只有RH1基因存在一个正向选择位点,位于该基因编码蛋白的跨膜区域。(4)分支模型似然率检验表明,线粒体基因COI, ND4和ND5在鳅超科鱼类种间的进化速率ω有显著差异,而核基因RH1,RAG1,EGR2B和IRBP则没有显著差异。表明3种线粒体基因可能因为独立进化的原因,种间差异更为明显；而4种核基因可能因其在遗传和发育上的重要功能,在鳅超科类群中更加保守。2、以线粒体基因COI、ND4+ND5和核基因RH1、RAG1、EGR2B和IRBP作为分子标记,采用贝叶斯分析法(BA)和最大似然法(ML)两种方法构建系统发育树。我们采取了三种策略：(1)单基因系统发育分析,即6个数据集共构建12棵系统发育树；(2)线粒体基因和核基因两种数据集分别联合分析,2组数据集共构建4棵系统发育树；(3)线粒体基因与核基因联合系统发育分析,共构建2棵系统发育树。BA和ML方法的结果均以很高的支持率支持鳅超科中平鳍鳅科、条鳅科、花鳅科、沙鳅科和梵条鳅科五个类群的单系性。多基因联合的方法解释了单基因分析中某些支系的不一致问题,并以更高的支持率解决了这五大类群的系统发育关系。结合鱼类的生活环境、行为习性和地理分布等方面的证据,对平鳍鳅科与条鳅科的姐妹群关系进行了阐明。结合生境资料与基因进化结果的分析,对一直存在争议的梵条鳅属的系统发育位置进行解释,认为梵条鳅科独立为一个科,并与(花鳅科+(条鳅科+平鳍鳅科))构成姐妹群关系。综合以上结果,认为鳅超科中鳅类的系统发育关系为：(沙鳅科+(梵条鳅科+(花鳅科+(条鳅科+平鳍鳅科))))。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
缩略语表  10-12
第一章文献综述  12-30
  1 前言  12
  2 基因的进化研究  12-19
    2.1 基因进化的一般过程与机制  12-17
    2.2 本论文所涉及基因的进化研究  17-19
  3 分子系统学的研究进展  19-24
    3.1 分子系统学的原理  19
    3.2 分子系统学的研究方法  19-21
    3.3 分子系统学的研究现状  21-22
    3.4 基因树与物种树  22-23
    3.5 基因的选择  23-24
  4 鳅超科鱼类系统发育研究现状  24-29
  5 本研究的目的与意义  29-30
第二章鳅超科鱼类若干基因的分子进化  30-68
  1 前言  30-31
  2 材料与方法  31-46
    2.1 研究材料  31
    2.2 实验器材  31-38
    2.3 实验步骤  38-43
    2.4 数据分析  43-46
  3 结果  46-63
    3.1 基因序列变异、特征及进化分析  46-52
    3.2 各基因构建的基因树  52-53
    3.3 选择压力分析及氨基酸的替代  53-63
  4 讨论  63-68
    4.1 碱基组成的特点及进化  63-64
    4.2 不同基因进化的速率比较  64-65
    4.3 基因进化的选择作用  65-68
第三章基于线粒体基因与核基因的鳅超科鱼类系统发育关系研究  68-99
  1 前言  68-69
  2 材料与方法  69-70
    2.1 物种的选择以及外类群的选择  69
    2.2 基因的选择、DNA提取、DNA片段PCR扩增与克隆  69
    2.3 数据分析  69-70
  3 结果  70-93
    3.1 基于单个基因构建的鳅超科鱼类系统发育树  70-86
    3.2 多基因联合的系统发育关系  86-93
  4 讨论  93-99
    4.1 不同基因和方法的比较  93-94
    4.2 平鳍鳅科与条鳅科的系统位置  94-95
    4.3 梵条鳅科的系统位置  95-96
    4.4 鳅超科鱼类系统发育关系  96-99
参考文献  99-112
致谢  112-113
附录  113

鳅超科鱼类若干基因的进化及分子系统发育分析

内容摘要

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