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基于线粒体DNA的16S rRNA、COⅠ和COⅡ基因的黄脊竹蝗5地理种群遗传多样性研究

作　者: 姜石生
导　师: 贺一原
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 动物学
关键词: 黄脊竹蝗 16S rRNA COⅠ COⅡ 遗传多样性遗传分化
分类号: Q963
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以线粒体DNA中的16S rRNA基因、COⅠ基因和COⅡ基因为分子标记,对湖南桃江、广东广宁、广西桂林、重庆永昌和四川长宁5个黄脊竹蝗地理种群的遗传多样性及遗传分化进行了分析,得到了以下研究结果：(1)通过PCR扩增出的16S rRNA基因部分序列长506 bp。A、T、G和C平均含量分别为32.0%,37.7%,17.6%,12.7%。A+T含量较高,为69.7%,G+C含量较低,为30.3%,存在着明显的A/T碱基偏向。所测序列经Clustal X1.81软件分析比对,其中保守位点数(C:Conserved sites) 504个,变异位点数(V：Variable sites)2个,简约信息位点数(Pi:Parsimony Information sites)0个,自裔位点数(S:Singleton sites)2个(2)通过PCR扩增出的COⅠ基因序列长640 bp。A、T、G和C平均含量分别为36.8%,33.3%,13.2%,16.7%。A+T含量较高,为70.1%,G+C含量较低,为29.9%,存在着明显的A/T碱基偏向。所测序列经Clustal XI.81软件分析比对,其中保守位点数638个,变异位点数2个,简约信息位点数1个,自裔位点数1个。(3)通过PCR扩增出的COⅡ基因序列长746 bp。A。T、G和C平均含量分别为39.8%,31.7%,13.2%,15.3%。A+T含量较高,为71.5%,G+C含量较低,为28.5%,存在着明显的A/T碱基偏向。所测序列经Clustal XI.81软件分析比对,其中保守位点数742个,变异位点数4个,简约信息位点数0个,自裔位点数4个(4)对5个地理种群黄脊竹蝗的遗传距离分析显示,16S rRNA基因序列间的遗传距离为0-0.004,所有序列的平均距离为0.0016。整个16S rRNA基因序列的碱基转换数为1,颠换数为1。COⅠ基因序列间的遗传距离为0-0.0031,所有序列的平均距离为0.0016。整个COⅠ基因序列的碱基转换数为2,颠换数为0。COⅡ基因序列间的遗传距离为0.0013-0.0027,所有序列的平均距离为0.0021。整个COⅡ基因序列的碱基转换数为3,颠换数为1。总的来看,5个黄脊竹蝗地理种群之间的16S rRNA基因、COⅠ基因和COⅡ基因差异都很小,表明黄脊竹蝗种群分化程度很低,遗传多样性单一(5)以16S rRNA基因、COⅠ基因和COⅡ基因为分子标记,利用邻近法(NJ),最小进化法(ME),和非加权配对算术平均法(UPGMA)构建黄脊竹蝗5个地理种群的系统进化树。根据进化树分析,发现利用NJ法和ME法对同一组基因序列构建的分子系统树拓扑结构完全相同,利用UPGMA法对同一组基因序列构建的分子系统树拓扑结构与NJ法、ME法构建的具有很大的差异。用同一建树方法分别对16S rRNA基因、COⅠ基因和COⅡ基因序列构建的系统树拓扑结构没有形成相同或相似的聚类关系。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
一、文献综述  11-29
  1 黄脊竹蝗的基本概况  11-13
    1.1 黄脊竹蝗的分类学地位  11
    1.2 黄脊竹蝗的生物学特性  11-12
    1.3 黄脊竹蝗的形态特征  12-13
    1.4 黄脊竹蝗的危害  13
  2 遗传多样性的概述及研究方法  13-19
    2.1 遗传多样性概述  13-14
    2.2 遗传多样性产生的基础  14
    2.3 种群遗传多样性的研究方法  14-18
    2.4 分子系统树的构建  18-19
  3 线粒体DNA在遗传多样性研究中的应用  19-26
    3.1 线粒体基因的组成  19-20
    3.2 线粒体基因的特点  20-21
    3.3 16S rRNA基因在遗传多样性研究的应用  21-23
      3.3.1 16S rRNA基因特点  21
      3.3.2 16S rRNA基因在遗传多样性研究中的应用  21-23
    3.4 CO Ⅰ基因在遗传多样性中的应用  23-25
      3.4.1 CO Ⅰ基因特点  23-24
      3.4.2 CO Ⅰ基因在遗传多样性研究中的应用  24-25
    3.5 CO Ⅱ基因在遗传多样性研究的应用  25-26
      3.5.1 CO Ⅱ基因特点  25-26
      3.5.2 CO Ⅱ基因在遗传多样性研究中的应用  26
  4 本研究的目的和意义  26-29
二、研究论文  29-55
  1 实验用品和实验方法  29-34
    1.1 实验用品  29-31
      1.1.1 实验材料  29
      1.1.2 主要仪器设备  29-30
      1.1.3 主要试剂及配制  30-31
    1.2 实验方法  31-34
      1.2.1 基因组DNA的提取  31-32
      1.2.2 模板DNA电泳检测及浓度测定  32
      1.2.3 PCR扩增  32-34
        1.2.3.1 引物设计  32-33
        1.2.3.2 PCR反应体系及扩增条件  33-34
        1.2.3.3 PCR产物的检测和测序  34
  2 结果与分析  34-50
    2.1 模板DNA质量检测与浓度测定  34-35
      2.1.1 模板DNA质量检测  34-35
      2.1.2 模板DNA浓度检测  35
    2.2 PCR扩增结果  35-36
      2.2.1 16S rRNA基因扩增结果  35
      2.2.2 CO Ⅰ基因扩增结果  35-36
      2.2.3 CO Ⅱ基因扩增结果  36
    2.3 DNA序列分析  36-50
      2.3.1 16S rRNA基因序列分析  36-41
        2.3.1.1 16S rRNA基因部分序列比较  36-38
        2.3.1.2 16S rRNA基因序列组成分析  38
        2.3.1.3 16S rRNA基因碱基转换/颠换数及遗传分析  38-39
        2.3.1.4 基于16S rRNA基因序列构建分子系统进化树  39-41
      2.3.2 CO Ⅰ基因序列分析  41-45
        2.3.2.1 CO Ⅰ基因部分序列比较  41-42
        2.3.2.2 CO Ⅰ基因序列组成分析  42-43
        2.3.2.3 CO Ⅰ基因碱基转换/颠换数及遗传分析  43
        2.3.2.4 CO Ⅰ基因序列构建分子系统进化树  43-45
      2.3.3 CO Ⅱ基因序列分析  45-50
        2.3.3.1 CO Ⅱ基因部分序列比较  45
        2.3.3.2 CO Ⅱ基因序列组成分析  45-48
        2.3.3.3 CO Ⅱ基因碱基转换/颠换数及遗传分析  48
        2.3.3.4 CO Ⅱ基因序列构建分子系统进化  48-50
  3 结论与讨论  50-55
    3.1 结论  50-51
    3.2 讨论  51-55
参考文献  55-62
附录:攻读学位期间的主要学术成果  62-63
致谢  63

基于线粒体DNA的16S rRNA、COⅠ和COⅡ基因的黄脊竹蝗5地理种群遗传多样性研究

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