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蜻蜓目差翅亚目部分种类线粒体Cyt b基因序列及分子系统学研究

作　者: 张大治
导　师: 郑哲民
学　校: 陕西师范大学
专　业: 动物学
关键词: 线粒体DNA(mtDNA) 细胞色素b(Cyt b) 分子进化系统发育蜻科差翅亚目蜻蜓目
分类号: Q969
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

蜻蜓目昆虫既是一类天敌昆虫,又是药用和食用的资源昆虫,同时也是水体污染程度的指示昆虫之一,在解决“古翅类”系统发育问题方面也是极好的实验材料。目前对其形态学、分类学、生态学、行为学、生理学、生物地理学、细胞分子生物学等多方面进行过研究。在分子系统学方面,国外研究者利用线粒体DNA(mtDNA)的16SrRNA、Cyt b、COⅠ、COⅡ和12SrRNA基因对蜻蜓目部分类群进行过系统发育关系的研究,我国在这方面的研究尚属空白,而用Cyt b基因序列对差翅亚目间的不同类群进行分子系统学研究在国内外尚无报道。本研究从分子生物学角度入手,以mtDNA的Cyt b基因作为分子遗传标记,用昆虫Cyt b基因的特异性引物进行PCR扩增及DNA测序,共获得蜻蜓目差翅亚目4科14属19种及束翅亚目的1种为外群共20种蜻蜓21条Cyt b基因部分序列(576 bp),利用MEGA2.1、PHYLIP3.6a及MrBayes V3.0等相关分子生物学软件进行序列组成分析并构建系统发育树,从分子水平上对差翅亚目蜻科部分类群属种间关系及差翅亚目部分科间的系统进化关系进行了研究,得到以下几点结论: 1.在不包括外群在内的所有种类的20条Cyt b基因序列中,A+T平均含量为69.6%,G+C平均含量为30.4%,表现出A+T含量远高于G+C含量(蜻科8属13种:A=31.0%、T=38.6%、C=17.4%、G=13.0%;差翅亚目4科7种:A=31.3%、T=38.3%、C=17.6%、G=12.8%)。密码子第三位点A+T平均含量最高,第二位点次之,第一位点最小。密码子第二位点T的使用最频繁,第三位点G的含量最低,反映出Cyt b基因在密码子的使用上具有偏向性。在氨基酸组成上,576bp的核苷酸共编码192个氨基酸,所有种类均不含半胱氨酸(Cys),只有19种氨基酸,其中亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)和苯丙氨酸(Phe)的使用频率较高。 2.在所获的20条Cyt b基因序列中(不包括外群)核苷酸的替换总体表现为转换略高于颠换(转换与颠换的比值R=1.2)。不同密码子位点的核苷酸替换具有明显的差异,在密码子第三位点,转换与颠换发生的频率都很高,这是同密码子第三位承担较小的进化压力,所发生的碱基替换较少引起氨基酸的替代相一致的。转换主要是T与C之间的转换,而颠换主要发生在A与T之间,没有C与G之间的颠换。 3.对蜻科8属13种蜻蜓用几种建树方法所产生的分子系统树的拓朴结构大致相似,基本分为4大聚类簇,灰蜻属的种类优先相聚,再和宽腹蜻属的种类聚为第1聚类簇;锥腹蜻属和褐蜻属的种类相聚为第Ⅱ聚类簇;赤蜻属与脉蜻属、

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
1 概述  9-27
  1.1 蜻蜓目概况  9-13
    1.1.1 生物学特性  9-10
    1.1.2 系统分类  10-13
  1.2 蜻蜓目系统学研究概况  13-20
    1.2.1 中国蜻蜓目昆虫研究概况  13-16
    1.2.2 国外蜻蜓目昆虫的分子系统学研究概况  16-20
  1.3 线粒体DNA和Cyt b基因  20-22
    1.3.1 线粒体DNA的特点  20-21
    1.3.2 线粒体DNA序列分析在昆虫系统学中的应用  21
    1.3.3 Cyt b基因  21-22
  1.4 昆虫分子系统学和进化  22-25
    1.4.1 分子系统学和分子进化  22-23
    1.4.2 分子系统学和进化研究中的一些基本论点  23-24
    1.4.3 昆虫分子系统学研究方法  24-25
  1.5 本课题研究的目的和意义  25-27
2 实验材料与方法  27-33
  2.1 实验材料  27-29
    2.1.1 实验试剂  27
    2.1.2 实验设备及耗材  27-28
    2.1.3 标本的采集、鉴定  28-29
  2.2 实验方法  29-32
    2.2.1 DNA提取所用的试剂  29
    2.2.2 DNA提取步骤  29-30
    2.2.3 DNA的检测方法  30-31
    2.2.4 PCR扩增的引物及扩增体系  31-32
    2.2.5 PCR产物纯化及序列测定  32
  2.3 实验数据处理和分析方法  32-33
    2.3.1 序列校正和同源性比较方法  32
    2.3.2 序列分析及系统树构建方法  32-33
3 实验结果、分析与讨论  33-58
  3.1 DNA提取、PCR扩增及序列测定结果  33
    3.1.1 基因组总DNA提取结果  33
    3.1.2 PCR扩增产物的检测结果  33
    3.1.3 PCR产物测序结果  33
  3.2 Cyt b基因序列组成及分析  33-43
    3.2.1 蜻科部分种类Cyt b序列组成及遗传距离分析  34-40
    3.2.2 差翅亚目部分种类序列组成及遗传距离分析  40-43
  3.3 系统发育树的构建  43-50
    3.3.1 蜻科系统树的构建  43-48
    3.3.2 差翅亚目系统树的构建  48-50
  3.4 分析和讨论  50-56
    3.4.1 实验方法和实验材料的分析  50
    3.4.2 蜻科不同属种间序列组成与分子进化  50-53
    3.4.3 差翅亚目不同科间序列组成与分子进化  53-54
    3.4.4 关于外群的选择  54
    3.4.5 Cyt b基因在蜻蜓目系统发育关系研究中的有效性探讨  54-56
  4 结论  56-58
参考文献  58-69
附一：实验所得20种蜻蜓Cyt b基因序列  69-74
附二：实验所得20种蜻蜓部分种类测序荧光峰图  74-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的论文  79-80

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