部分软骨鱼类线粒体基因组特征分析和cox1基因的鉴定应用

发布时间：2018-01-19 09:33

  本文关键词： 软骨鱼类 线粒体基因组 DNA条形码 cox1基因　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：软骨鱼类是有颌类动物中最原始的一支,主要有全头亚纲(Holocephali)和板鳃亚纲(Elasmobranchii)的银鲛类、鲨类和沖鳐类三大类。作为数量众多、分布广泛的软骨鱼类不仅在脊椎动物系统发育中有着特殊的进化地位,其科研和经济价值也十分突出。虽然软骨鱼类物种类型丰富,生物学价值和经济价值高,但由于其特殊的生活环境样本采集和研究相对困难,相关的研究报道尤其是系统的研究还比较少。本研究立足于GenBank现有的软骨鱼类线粒体基因组数据(数据涵盖软骨鱼类10个目33个属50个种),对我国境内存在的部分软骨鱼类线粒体基因组进行研究,以了解软骨鱼类线粒体基因组的基本特征,分析软骨鱼类间的系统发育关系,筛选适合于软骨鱼类分子鉴定的条形码基因。同时从福建、广东、浙江和山东4个省份采集部分软骨鱼类的肌肉样本,利用PCR技术获得部分样本线粒体cox 1基因,分析其序列特征并验证其在软骨鱼类分子鉴定中的可行性(样本采集前先进行形态学鉴定以初步确定软骨鱼种类)。研究结果如下:1.对50条软骨鱼类线粒体基因组特征分析显示:(1)软骨鱼类作为有颌类动物中最原始的一支其线粒体基因组基因排列顺序与棘皮动物中存在的倒位或异位现象不同,它符合脊椎动物的一般编码特征:不同基因在环状线粒体内部的排列顺序完全相同,无倒位异位现象存在。(2)A + T的平均含量(60.64%)高于G+ C的平均含量(39.36%),有一定的碱基偏向性,其A + T的平均含量与硬骨鱼类相比也相对较高,这与以往的研究结果相一致。(3)差异位点研究中cox1基因的差异位点比例最低,具有相对较高的保守性,而nad5基因差异位点数最多,推测cox1基因可作为软骨鱼类分子鉴定的理想条形码基因,而nad5基因则可作为cox 1基因的辅助分子标记。2.软骨鱼类线粒体基因组13种蛋白质基因联合构建的系统发育树显示:(1)软骨鱼类不同个体在目与属的水平上分别聚成单系分支,这为软骨鱼类传统形态学分类阶元中目和属的分类提供了分子生物学的证据。(2)系统发育树的拓扑结构显示软骨鱼类主要分为全头亚纲和板鳃亚纲两个大的分支,其中全头亚纲的银鲛目(Chimaeriformes)进化地位较为原始,而板鳃亚纲内部又聚成两个分支,鳐形总目亲缘关系较近的鳐目(Rajiformes)和鲼目(Myliobatiformes)聚成一支,其余为鲨形总目聚成另一支,初步验证了传统分类学观点中对软骨鱼类的在目阶元上的分类。(3)软骨鱼类的亲缘关系:(((((真鲨目+鼠鲨目)+须鲨目)+虎鲨目)+((角鲨目+锯鲨目)+扁鲨目))+(鳐目+鲼目))+银鲛目。3.通过采集到的鲸鲨(Rhincodon typus)、路氏双髻鲨(Sphyrna lewini)和北太平洋角鲨(Squalus suckleyi)肌肉样本提取线粒体部分cox 1基因片段,研究分析发现:·(1)路氏双髻鲨cox1基因片段的种内遗传差异相对较大,与种间遗传距离发生一定的重叠,推测cox1基因在物种鉴定过程可能存在误差,即对于某些广布种,由于受地理环境的影响种内遗传差异较大,与种间遗传距离发生重叠,在一定程度上影响了分子鉴定的准确性。(2)基于18个物种的系统发育分析显示:除扁鲨目Squatiniformes扁鲨属Squatina的台湾扁鲨(Squatina formosa)和星云扁鲨(Squatina neulosa)外,其余18种软骨鱼类在NJ树图中均以单系分支存在,推测对于亲缘关系较近或分化时间较短的物种,由于cox 1基因片段提供的信息位点较少,没有足够的变异将其区分开,降低了基于cox1基因的分子鉴定的准确性。本研究通过对我国部分软骨鱼类线粒体基因组特征分析和对cox 1基因在物种鉴定中的可行性验证,提出的观点和结论如下:(1)筛选cox 1基因作为软骨鱼类物种鉴定的理想DNA条形码基因,而nad5基因则可作为cox 1基因的辅助分子标记。(2)在系统进化上验证了软骨鱼类在大的分类阶元上传统的分类规律。(3)初步验证了 cox 1基因在软骨鱼类分子鉴定中具有一定可行性。(4)发现cox 1基因在鉴定软骨鱼类部分近缘种和广布种上存在一定的误差,推测单一 cox 1基因鉴定可能会降低软骨鱼类分子鉴定的准确性。
[Abstract]:In order to find out the basic features of the mitochondrial genome of soft - bone fishes , it is found that : ( 1 ) The distribution sequence of the mitochondrial genome of soft - bone fishes is the same as that of G + C . ( 2 ) The phylogenetic analysis showed that : ( 1 ) The genetic difference between species was relatively large in the species identification process . ( 3 ) It is found that cox - 1 gene has some error in identifying species and species of soft - bone fish .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S917.4

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本文编号：1443560