蝶类分子系统学研究进展

应用DNA序列研究昆虫的系统发育和进化规律已成为当今分子系统学研究的热点，结合国内外最新研究成果对线粒体基因和核基因在蝶类分子系统学中的应用进行系统归纳和总结。主要从线粒体基因(常用分子标记如：16S rDNA、Cyt b、COⅠ、COⅡ、ND5等)以及线粒体基因组、核基因［常用分子标记如：28S rDNA、视蛋白(OPS1)基因、周期(Period)基因、丙糖磷酸异构酶(Tpi)和甘露糖磷酸异构酶(Mpi)基因、延长因子(EF-1α)基因、无翅基因(Wingless)等］、多基因联合等3方面阐述蝶类不同分类阶元系统发育研究的进展。线粒体基因与核基因、多基因联合分析已成为当前蝶类分类和系统关系研究的主要手段，未来更多基因片段将被用于蝶类分子系统学研究，更多的蝶类线粒体基因组全序列将被测序；最后，也探讨了目前分子系统学研究中存在的一些问题。     

线粒体DNA基因序列在昆虫分子系统学研究中的应用

线粒体DNA基因序列是研究昆虫属、种间系统发育理想的分子标记,其中12SrRNA、16SrRNA、COⅠ、COⅡ和ND5是应用频率最多的分子标记。综述了在昆虫分子系统学中应用较广的线粒体DNA标记基因及其研究范围和进展,分析了线粒体DNA的昆虫样本、标本的保存以及在应用中存在的问题。     

序列分析在林蛙系统学研究中的进展

应用DNA序列研究生物的系统发育和进化规律成为当前分子系统学研究的热点,在现阶段的研究中,线粒体DNA序列分析已经被广泛的的用于林蛙的系统学研究,成为研究系统发育以及生物地理演化的重要手段,但核基因在系统发育研究中的作用不可忽视。近些年来研究者们发现核基因包含有更加丰富的生物学信息,运用核基因序列或将核基因序列与线粒体基因序列相结合研究两栖动物的系统发育正成为分子系统学领域的新的发展趋势。正因为对林蛙的研究多只局限于线粒体DNA,使得研究结果并不完善甚至存在一定的问题,因此需要借鉴研究者对其他两栖类的研究经验,利用核基因与线粒体基因结合对中国林蛙进行进行系统研究。     

黑石顶自然保护区巨蚓科蚯蚓系统发育分析

巨蚓科蚯蚓是我国的主要蚯蚓类群,运用分子系统学方法研究其系统发育具有重要价值。本研究采用测定的线粒体COI、12S与16S基因序列,分析其序列特征,构建了广东黑石顶自然保护区的巨蚓科蚯蚓的最大似然树与贝叶斯树,确定该区域物种间的分子系统发育关系,明确远盲蚓属与腔蚓属均非单系群。研究还基于松散分子钟估算了不同物种之间的分化时间。该保护区的巨蚓科祖先进行物种分化起于始新世中期[42.88百万年前(Ma)],其腔蚓属蚯蚓约起源于中新世前期。     

中国网柄细胞状黏菌分子系统学研究

基于ITS和18S rRNA基因片段对我国网柄细胞状黏菌进行分类学研究。以11种网柄细胞状黏菌为研究对象,对网柄菌进行多基因片段的扩增与分析,并构建系统发育树。共得到基因序列42条,其中ITS基因序列26条,18S rRNA基因序列16条,系统发育树表明,在物种鉴定上,分子系统学方法具有较高的准确性,但是亲缘关系分支与形态分类学并不完全一致。     

根据线粒体nad1基因第2内含子的序列多态性对糯玉米进行系统分类

在植物的系统与进化研究中,相对于叶绿体和核基因片段而言,线粒体基因片段由于其系统发育信息位点少、结构复杂而较少应用到系统学研究中。本研究选用nad1基因的第二内含子序列重建玉蜀黍属主要种的系统发生树,在分子水平上验证了糯玉米在玉蜀黍属中系统学位置,并在此基础上探讨了nad1基因内含子序列的系统学意义及其在系统发育重建中的价值。结果表明,目前对玉蜀黍属内各类型材料的系统分类是合理的,糯玉米和玉米种内各类型材料之间遗传差异小;线粒体nad1基因第2内含子序列在种内和种间的变异较小,在种以上分类研究中具有一定的系统学价值。     

基于多基因的分子分类技术在库蠓鉴定中的应用

以采自我国14个省(自治区)的77种库蠓标本为研究对象,测定分析库蠓的线粒体COⅠ、Cyt b、16S rDNA及核糖体ITS1-ITS2基因序列,并构建系统发育树.多基因聚类分析显示:77种库蠓分别隶属于屋室亚属、带纹亚属、库蠓亚属、二囊亚属、血色亚属、三囊亚属和单囊亚属,该结果与形态学鉴定结果基本吻合,表明基于多基因的分子分类技术可用于库蠓的种类鉴定.     

基于线粒体COI和16S rRNA基因序列的虹鳟DNA条形码研究

通过对虹鳟（Oncorhynchus mykiss）线粒体COI和16S rRNA基因片段PCR扩增,经纯化、克隆、测序后,对基因序列进行分析,进一步对虹鳟进行物种分子鉴定。测序结果表明：COI基因序列长为686 bp,其中A,T,C,G含量分别为23.03%,29.15%,29.01%,18.80%;16S rRNA基因序列长为607 bp,其中A,T,C,G含量分别为27.84%,21.58%,25.21%,25.37%。将得到的基因序列通过GenBank和BOLD两数据库进行比对,GenBank中没有虹鳟的线粒体16S rRNA基因序列,比对结果为0,COI基因比对结果为99%,而在BOLD中的比对结果为100%,鉴定结果为虹鳟。生产实践中可通过此方法提供一种基因标签对虹鳟幼鱼、鱼糜制品和三文鱼片等进行种类鉴定。     

锈色粒肩天牛幼虫的COⅠ、COⅡ、Cytb和28S基因片段序列分析

  目的  基于分子生物学手段,探讨可快速准确鉴别锈色粒肩天牛Apriona swainsoni幼虫与其他天牛幼虫的目标基因,为该保健昆虫的食药用安全提供保障。  方法  利用线粒体COⅠ、COⅡ、Cytb基因和28S细胞核基因的通用引物分别克隆获得4种基因片段,并进行同源序列检索、多重比对、序列信息分析及进化树构建。  结果  基因克隆最终获得锈色粒肩天牛4种基因序列的片段大小分别为817、545、434和1 088 bp。特殊位点分布结果显示:28S的保守位点占比最高,其后依次为Cytb、COⅠ和COⅡ,变异率则正好相反。COⅠ、COⅡ和Cytb基因片段的碱基组成和替换信息特点均表现为A+T含量>G+C含量,颠换高于转换,28S基因片段则表现为A+T含量  结论  COⅠ、COⅡ、Cytb和28S基因均可作为鉴定该虫的分子生物学参考依据。     

中国斑腿蝗科昆虫系统学研究进展

蝗虫是农牧林业的主要害虫,有些种类可能造成严重危害,因此,不断深入进行蝗虫基础理论研究,其中包括蝗虫系统学研究至关重要。主要对斑腿蝗科进行简要介绍,并从形态学、细胞分类学、分子系统学等方面对斑腿蝗科的系统学研究进展进行综述。     

牛亚科动物线粒体基因密码子偏好性及聚类分析

运用多种分析软件对13种牛亚科动物及4种对照动物线粒体的编码蛋白基因进行分析。结果表明,牛亚科动物线粒体基因的有效密码子数(ENC)都小于40.50,显示出明显的密码子偏好性,在碱基组成上偏爱以A结尾的密码子。同义密码子使用度(RSCU)表明,共有13个密码子在编码使用上具有偏好性。在聚类分析中,基于线粒体基因密码子偏好性的聚类结果与基于线粒体基因序列的聚类结果基本一致,说明物种的亲缘关系与密码子使用偏好性有关,线粒体基因密码子偏好性和线粒体基因序列均可以用于物种的分类研究。美洲野牛与牦牛聚为一类,爪哇野牛、普通牛、原始牛和瘤牛聚为一类,支持将牦牛划分为牛亚科中的一个独立属即牦牛属的观点。     

Cyt b和12S rRNA基因进化速度对构建系统进化树的影响

[目的]论证线粒体Cyt b和12S rRNA基因不同进化速率影响构建的系统树拓扑结构。[方法]从GenBank下载了蛇亚目12科15种蛇线粒体全序列,提取Cyt b和12S rRNA基因序列,选用GTR＋I＋G核苷酸替代模型,基于最大似然法,用PAUP4.0软件分别构建2个基因的系统关系树。[结果]在选用相同的软件、建树方法和研究物种的情况下,构建的系统树拓扑结构差异主要是因为线粒体Cyt b和12S rRNA基因进化速率不同产生的。[结论]在分子系统进化研究中,要针对不同的研究物种和研究目的,选择合适的基因构建系统进化树。     

12S rRNA、Cyt b基因标记在几类野生动物检材鉴定中的差异

【目的】通过比较线粒体DNA上的12S rRNA和Cyt b基因分子标记在几类野生动物物种鉴定中的效果差异,以确定基因标记技术在野生动物物种鉴定中的有效性。【方法】提取各类野生动物样本DNA,PCR扩增线粒体DNA上的12S rRNA基因片段和Cyt b基因片段,对PCR产物进行电泳检测及测序分析,测序结果在Gen Bank上进行BLAST搜索,同源性分析。并将实验序列和NCBI上下载的与该序列存在同源性的序列用软件MEGA 7.0进行比对并构建进化树。【结果】从各类样本中成功地提取到了基因组总DNA,并成功扩增出了用于动物种属鉴定的12S rRNA基因片段、Cyt b基因片段。测序分析结果表明用12S rRNA基因片段和Cyt b基因片段均可准确鉴定黑熊、藏羚羊、鬣羚、穿山甲样本的动物种属,但12S rRNA基因片段无法准确鉴定北山羊样本,BLAST搜索结果为其近缘物种山羊,而Cyt b基因片段却可准确鉴定北山羊。各样本基于12S rRNA、Cyt b基因序列构建进化树的结果与BLAST搜索结果相符。【结论】单一位点基因标记能够准确鉴别亲缘关系较远的物种。但对某些近缘物种,单一位点基因标记的鉴别能力较差,故野生动物物种鉴定宜选用2个以上的基因标记位点。     

我国部分地方鸡种COⅠ基因多态性及其分子系统进化研究

以我国7个地方鸡种为研究对象,利用DNA测序技术测定线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(cyto-chrome coxidaseⅠ,COⅠ)基因序列,分析地方鸡种COⅠ多态性及其分子系统进化关系。研究结果表明,选择的这段COⅠ基因序列有24个突变位点,为13个单倍型,其中11个单倍型为各品种所特有,可以作为各品种鉴定的依据;各鸡种在不同位点突变频率不同,7个鸡种均有其特异位点,根据这些特异位点,可以对其进行品种鉴定。7个品种间Kimura双参数遗传距离为0.001 81～0.008 48。7个品种的DNA分类和形态学分类基本一致,该基因可以用于探讨地方鸡种分类问题。     

12S rRNA基因及其二级结构在系统学研究中的应用

论述了分子系统学的研究方法、12S rRNA基因的特点及其在分子系统学中的应用，并对12SrRNA的二级结构及在系统发育中的应用进行了阐述。     

现代生物技术在蝗虫生物系统学研究中的应用

综述了现代生物技术特别是分子生物技术在蝗虫生物系统学方面研究进展概况 ,以及同工酶电泳技术、RFLP、RAPD、核酸序列分析技术及其在蝗虫生物系统学领域的应用情况 ,并从蝗虫遗传多样性、近缘种、分子进化和系统发育等方面总结了已有研究成果     

20种溪蟹线粒体COI基因比较分析及系统发育研究

【目的】比较分析20种溪蟹的线粒体COI基因序列,并基于COI基因序列构建溪蟹科系统发育进化树分析不同种类间的亲缘关系,探究COI基因作为分子标记在溪蟹物种鉴定中的适用性,同时为溪蟹科的物种鉴定及系统发育研究提供理论依据。【方法】测定2种龙溪蟹属（Longpotamon）代表种的线粒体COI基因全序列,结合GenBank中已公布的18种溪蟹科COI基因全序列,利用MEGA X计算其碱基组成、保守位点和遗传距离,采用MatGAT 2.02进行多序列相似性比较分析,并以PhyloSuite构建贝叶斯树（BI）和最大似然树（ML）,探究溪蟹科物种内部的亲缘关系。【结果】20种溪蟹的COI基因序列全长1534~1539 bp,连续编码511~512个氨基酸残基,所有物种均以ATG为起始密码子;碱基含量略有不同,分别为35.9%~40.7%（T）、16.4%~20.2%（C）、26.8%~28.9%（A）和14.7%~17.2%（G）,呈明显的AT偏向性。COI基因核苷酸序列及其推导氨基酸序列比较分析结果显示分别有577和98个变异位点,表明密码子存在简并性。20种溪蟹的线粒体COI基因遗传距离、序列相似性及系统发育进化分析结果均显示,长安龙溪蟹（Longpotamon changanense）与龙溪蟹未定种（Longpotamon sp.）的亲缘关系最近。虽然采用不同方法基于不同数据集构建的系统发育进化树在拓扑结构上有所不同,但所有树型均显示龙溪蟹属（Longpotamon）的小龙溪蟹（L.parvum）并未与该属其他物种聚类在一起,华溪蟹属（Sinolapotamon）、近溪蟹属（Potamiscus）和小石蟹属（Tenuilapotamon）物种也散布在系统发育进化树不同分支中,暗示这些物种在分类鉴定上为非单系群,还需进一步研究确定。【结论】20种溪蟹的线粒体COI基因序列平均种间遗传距离为0.173,均具有区别于其他种类的特异位点,即线粒体COI基因序列可作为溪蟹科物种鉴定的分子标记。     

鹿类线粒体DNA的研究与应用进展

线粒体DNA作为理想的分子标记已被广泛用于鹿类的群体遗传学和分子系统学研究。介绍了鹿类线粒体DNA的组成和特征、鹿类线粒体DNA多态性及检测方法,重点论述了线粒体DNA在鹿类分子系统学研究和鹿业管理中的应用情况。     

基于线粒体COⅠ和COⅡ基因的沙果小食心虫与梨小食心虫的分子鉴定

【目的】建立基于线粒体COⅠ和COⅡ基因序列的沙果小食心虫、梨小食心虫分子鉴定方法。【方法】田间采集试虫,利用PCR和基因测序技术,扩增2种食心虫的线粒体COⅠ和COⅡ基因,将获得的COⅠ和COⅡ基因序列在GenBank中进行BLAST比对,并通过GeneDoc软件分析基因序列相似性,利用Mega 5.05软件分别计算基于COⅠ和COⅡ基因序列的遗传距离,并分别构建COⅠ和COⅡ基因的系统发育树。【结果】在分析的2种食心虫样本中,沙果小食心虫COⅠ基因的种内相似度在99.4%以上,梨小食心虫COⅠ基因的种内相似度在99.6%以上,2种食心虫COⅠ基因的种间相似度为95.0%~95.6%;沙果小食心虫COⅡ基因的种内相似度在99.0%以上,梨小食心虫COⅡ基因的种内相似度在99.3%以上,2种食心虫COⅡ基因的种间相似度为94.6%~95.5%;2种食心虫COⅠ基因种间存在30个稳定变异位点,COⅡ基因种间有26个稳定变异位点。2种食心虫种内遗传距离为0.001~0.006(COⅠ)和0.001~0.010(COⅡ),种间遗传距离为0.046~0.052(COⅠ)和0.047~0.057(COⅡ),基于COⅠ和COⅡ基因的种间遗传距离均显著大于种内遗传距离。分别构建COⅠ和COⅡ基因单倍型的系统发育树,结果显示,在2个基因的系统发育树上,2种食心虫的基因序列分别位于不同的进化支,且置信度均达到100%,同种食心虫的基因序列位于相同的进化枝。【结论】可以根据本研究所用的COⅠ和COⅡ基因序列的差异性,进行沙果小食心虫和梨小食心虫的分子鉴定。     

我国6个地方鸡品种线粒体CO I基因遗传多样性分析

以我国地方鸡品种为研究对象,测定6个地方鸡品种线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因部分序列,分析COⅠ基因序列的多态性。结果表明:6个地方鸡品种线粒体COⅠ基因序列有22个突变位点,占分析位点总数的3.52%;6个地方鸡品种单倍型多样度平均为0.7274,核苷酸多样度平均为0.352%,品种间核苷酸分歧度为0.283%~0.791%。6个地方鸡品种的COⅠ基因序列具有较高的遗传多样性。