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金龟子Cyt b、CO Ⅰ序列比较及在分子系统学研究中的作用

作 者: 孙娜
导 师: 郭晓华;刘广纯
学 校: 沈阳大学
专 业: 动物学
关键词: 金龟总科 mtDNA Cytb mtDNA COⅠ 序列比较 分子系统学
分类号: S433
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


摘要金龟子隶属鞘翅目Coleoptera,金龟总科Scarabaeoidea,其幼虫称蛴螬,许多是重要的农业害虫。目前国内外对金龟子的研究多集中在形态学分类和防治等方面,分子水平的研究还不深入。mtDNA Cyt b和COⅠ基因具有进化速率适中,一般不会发生插入或缺失,多态性较高,适于通用引物扩增等特点,是研究昆虫分子系统学的理想标记,现已广泛应用在许多昆虫系统发育研究中。但国内利用Cyt b和COⅠ基因研究金龟子的报道还不多,尤其是金龟总科中有关COⅠ基因的研究在国内还鲜有报道。本研究采用PCR扩增和测序技术对金龟总科部分种类的Cyt b, COⅠ基因序列进行了对比分析,获得了Cyt b和COⅠ部分序列,计算了密码子不同位点出现频率,重建了分子进化树,探讨了不同分类单元个体之间亲缘关系,分析了Cyt b和COⅠ基因部分序列在金龟子分子系统学研究中的作用。本实验及分析过程包括:总基因组DNA的提取、mtDNACyt b和COⅠ基因片段的扩增、测序以及对获得序列的分析。本研究得出以下几点结论:(1)获得了433bp的Cyt b序列和658bp的COⅠ序列(不含引物部分)。序列组成分析结果显示:Cyt b部分序列中A、T、G、C平均含量分别为30.6%、38.6%、18.9%、11.9%,A+T的平均含量为69.2%,G+C的平均含量为30.8%。COⅠ基因序列分别为29.3%、34.7%、19.5%、16.6%,A+T的平均含量为64.0%,G+C的平均含量为36.1%,均表现明显的A+T偏倚性。(2)序列变异分析结果显示:Cyt b和COⅠ基因序列变异位点主要集中在第3位点,各占70.34%和79.25%。Cyt b和COⅠ序列转换值与颠换值之比(TS/TV)分别为0.77~1.84、0.72~1.85,亲缘关系较近的物种(科内)TS/TV较高,亲缘关系较远的物种(科间)的TS/TV较低。(3)氨基酸序列分析结果显示:Cyt b序列中共编码144个氨基酸,其中有24个发生变异,占总氨基酸的16.67%,Leu、Phe、Ile、Thr出现的次数较多;COⅠ基因序列中共编码219个氨基酸,其中有16个发生变异,占总氨基酸的7.31%,Leu、Gly、Ser出现的次数较多。(4)Mega4.0软件构建的几个种金龟子个体分子系统树与形态学研究结果相吻合。结果显示:多色异丽金龟与蒙古异丽金龟的关系较近,与铜绿异丽金龟亲缘关系次之。丽金龟科和花金龟科之间的差异相对小于丽金龟科与鳃金龟科。说明Cyt b和COⅠ基因序列可作为金龟子种群亲缘关系界定的有效分子标记之一

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-23
  1.1 昆虫分子系统学概述  11-14
    1.1.1 分子系统学的定义及其发展  11-12
    1.1.2 昆虫分子系统学研究概述  12-14
    1.1.3 小结  14
  1.2 基于线粒体DNA Cyt b和COⅠ基因的昆虫分子系统学应用  14-17
    1.2.1 昆虫线粒体DNA Cyt b和COⅠ基因的特点  14-15
    1.2.2 基于线粒体DNACyt b和COⅠ基因的昆虫分子系统学应用  15-16
    1.2.3 小结  16-17
  1.3 金龟子研究进展  17-23
    1.3.1 金龟子形态特征概述  17-18
    1.3.2 金龟子系统学研究概述  18-19
    1.3.3 金龟子分子生物学的研究概述  19-20
    1.3.4 本研究目的、意义及创新点  20-23
2 实验材料和方法  23-29
  2.1 实验材料  23
  2.2 实验试剂  23-24
  2.3 设备及主要耗材  24
  2.4 实验方法  24-27
    2.4.1 总基因组DNA的提取  24-25
    2.4.2 总基因组DNA凝胶电泳检测  25
    2.4.3 mtDNACyt b、COⅠ基因片段的PCR扩增及测序  25-27
  2.5 数据分析  27-29
    2.5.1 序列校正和同源性比较  27
    2.5.2 序列分析及系统树的构建  27-29
3 结果分析  29-55
  3.1 总基因组DNA提取与检测  29
  3.2 PCR扩增、检测与序列测定  29-31
    3.2.1 Cyt b和COⅠ基因部分序列扩增电泳结果  29-30
    3.2.2 Cyt b和COⅠ基因片段的测序  30-31
  3.3 序列及系统树分析  31-47
    3.3.1 Cyt b和COⅠ基因部分序列的组成分析  31-40
    3.3.2 基于Cyt b和COⅠ基因部分序列的系统进化分析  40-47
  3.4 讨论  47-55
    3.4.1 对实验过程的讨论  47-48
    3.4.2 对所测序列的讨论  48-50
    3.4.3 对建树方法的讨论  50-52
    3.4.4 对Cyt b、COⅠ基因特点及作用的讨论  52-53
    3.4.5 对金龟子系统发育研究的讨论  53-55
4 结论  55-57
参考文献  57-65
附图  65-71
在学期间研究成果  71-73
致谢  73

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 植物虫害及其防治
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