基于生物信息学的雁形目鸟类分类及其系统发育关系

为进一步探讨雁形目复杂富有争议的系统发育关系,基于生物信息学方法,从GenBank获取27属50种雁形目鸟类Cyt b基因,采用贝叶斯方法重建系统发育树.通过与现有形态学及分子生物学研究结果比较,支持将雁形目分为鸭科、鹊雁科、树鸭科和鸭科,鸭科分为硬尾鸭亚科、雁亚科和鸭亚科的观点.     

东方白鹳mtDNA D-loop序列的多样性

利用线粒体DNA(mtDNA)控制区(D-loop)序列,对东方白鹳的遗传多样性进行了研究。35条长为335bp的mtDNA控制区序列存在11个核苷酸变异位点,定义10种单倍型,序列差异3.28%,核苷酸多态性(Pi)为0.00760,单倍型多态性(Hd)为0.859,核苷酸差异均数(К)为2.545。通过与鹤形目和鹳形目的某些濒危物种线粒体DNA控制区核苷酸多样性进行比较发现,东方白鹳遗传多样性相对较高。     

番鸭mtDNA D-loop部分序列分析

测定了浙江2个地方群体番鸭共30个个体线粒体D环部分序列,共检测到10个变异位点,8种单倍型。结合鸭科其他3个属的线粒体DNA控制区(D-loop)序列分析表明:番鸭种内遗传变异相对较低,与同科不同属的鸳鸯间的遗传距离小于与家鸭之间的遗传距离。分子系统发生树表明番鸭在分类学上与鸳鸯属的亲缘关系更近。     

基于线粒体COI基因序列分析家鸭系统发育关系

根据北京鸭线粒体DNA( mtDNA)序列设计引物,对中国9个地方鸭和1个番鸭品种线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ(CO Ⅰ)基因序列进行PCR反应和测序,并从起始密码子开始分析了1 520 bp的序列.结果显示:所有家鸭个体在1 517位点出现1个T碱基缺失,番鸭与家鸭的mtDNA COI基因碱基组成相似;9个鸭品种个体共检出11种单倍型,单倍型的多样度为0.856.聚类分析结果显示,所有家鸭品种间的遗传距离为0.001～0.002,种内平均值为0.001;番鸭与家鸭遗传距离为0.003 ～0.006.基于Kimura-2模型构建的系统发育进化树进行分析,发现所测定的鸭科物种个体大体分为3类:家鸭与栖鸭属的番鸭聚为第1类,应属于鸭亚科;雁属的白额雁、灰雁与天鹅属的黑天鹅聚为第2类,应属于雁亚科;鹊雁与中国骛一起聚为第3类,应属于鹊雁亚科.上述结果表明,基于COⅠ基因条形码,在亚科阶元上,所有鸭科物种分类与以往分类结果是一致的.因此,使用DNA条形码鉴定物种系统发育关系时,需考虑阶元划分标准.     

6种鱼mtDNA D-loop及其邻近区段的序列比较分析

采用PCR技术对乌克兰鳞鲤Cyprinus carpio、鲫Carassis auratus、鲢Hypophthalmichthys molitrix、鳙Aritichthys nobilis、草鱼Ctenopharyngodon idellus和乌苏里拟鲿Pseudobagrus ussuriensis共28个个体(分属于天津市动植物抗性重点实验室应用PCR-RFLP方法已检测出的不同单倍型)的mtDNA D-loop及其邻近区段进行扩增并测序,获得了大小为1 500～1 800 bp的扩增产物.用Clustal 1.83软件与GenBank中的鲤、金鱼、鲢、草鱼、长吻鮠5种鱼的mtDNA全序列进行排序比较,确定扩增产物包含完整的tRNAPm、Dloop、tRNAPhe序列以及12S rRNA长度约为400 bp的部分序列.将6种鱼共28个样本的序列提交GenBank后获得序列号为KC292921～ KC292948.运用Mega 4.0软件计算出6种鱼的碱基组成和碱基差异,基于Kimura双参数模型计算种间的遗传距离,并与GenBank中5种鱼的mtDNA序列一起构建NJ系统树.序列结构分析表明,在6种鱼序列的4个区段中,D-loop区段在种内、种间的差异性均高于另外3个区段.6种鱼NJ系统树的结果与传统分类方法一致,可为鱼类分类以及种类鉴定提供科学依据.另外,6种鱼各种单倍型均在所测得序列中找到相应的酶切位点,印证了RFLP实验结果,在酶切位点以外也发现了同种鱼的不同单倍型间存在碱基差异.     

基于mtDNA全序列的南方大口鲇进化分析

【目的】基于线粒体基因组(mtDNA)探讨南方大口鲇在鲇形目中的系统进化地位,为鲇形目鱼类的系统进化研究积累基础资料。【方法】采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法,设计合成16对引物对南方大口鲇mtDNA进行分段扩增,拼接后获得其mtDNA全序列,对其基因组结构进行初步分析,并基于mtDNA序列对南方大口鲇进行系统进化分析。【结果】南方大口鲇mtDNA全长16 527bp(GenBank检索号为:HM746661),包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个编码蛋白质基因和1个非编码控制区;序列分析显示,南方大口鲇线粒体基因组结构和基因排列顺序与现已公布的鲇形目鱼类完全一致。系统进化分析表明,南方大口鲇与六须鯰聚为一支,黄颡鱼、瓦氏黄颡鱼、光泽黄颡鱼和越南拟鲿聚为一支,湄公河巨鲶、长臀鮠及斑点叉尾鮰聚为一支,这3支聚在一起后再与牛头鲴及黑躯兵鲶相聚,最后与扬子鳄相聚。【结论】南方大口鲶与鲇形目鲇科鱼类六须鲶的进化地位最为相近。在进行系统发育研究时,应选择合适的基因,以便得到较为可靠的系统发育结果。     

大别山牛mtDNA D-loop区遗传多样性和系统进化分析

通过PCR扩增技术对46头大别山母牛mtDNA D-loop区进行测序并得到其全序列,再从GenBank上下载中外部分黄牛品种mtDNA D-loop区的全序列,运用生物学软件对大别山牛的遗传进化进行分析。结果发现,46头大别山牛mtDNA D-loop序列长度在955～1 101 bp之间,有176个变异位点,约占核苷酸总数的16.18%,其中单一信息位点120个,简约信息位点56个。共有25种单倍型,单倍型多样性（Hd）为0.877,核苷酸多样性（Pi）为0.023 96,平均核苷酸差异数（k）为21.544,A、T、C和G 4种碱基含量所占比例分别为32.72%、28.46%、25.19%和13.63%,表明大别山牛有较为丰富的遗传多样性。遗传距离分析结果表明,大别山牛与吉安牛、雷州牛、鲁西牛、闽南牛、皖南牛和湘西牛的遗传距离最小,与欧洲野牛亲缘关系最远,由系统发育树可推测大别山牛属南方牛种,属普通牛和瘤牛的混合母系起源。     

蒙古马mtDNA D-loop区遗传多样性与多重母系起源

【目的】对蒙古马mtDNA D-loop区247bp序列进行遗传多样性分析,探讨蒙古马的起源。【方法】采用PCR方法、测序技术及生物信息学方法,将本试验所测得的21匹蒙古马的mtDNA D-loop区序列,与GenBank中公布的43条蒙古马的对应序列,及世界范围内家马、普氏野马和内蒙古地区古马的mtDNA D-loop区序列一起进行系统发育分析。【结果】蒙古马具有39种单倍型,37个多态位点,核苷酸多样度(π)为0.02756±0.00967,单倍型多样度(h)为0.979±0.007,表明蒙古马mtDNA遗传多样性非常丰富。引用世界家马、古马、普氏野马和蒙古马共1074条mtDNA D-loop序列及本研究中21条mtDNA D-loop序列,共同进行系统发育分析,结果显示,蒙古马分布于A、B、C、D、E和F支系。【结论】蒙古马为多重母系起源,且与国内古马的母系起源几乎一致,推测蒙古马可能是中国北方家马的重要母系来源。     

基于Cyt b基因序列变异探讨鲱形目系统发育关系

鲱形目内科间分类关系一直以来存在较多争议,为探讨鲱形目系统发育关系,对黄鲫、凤鲚的线粒体Cyt b基因全序列进行扩增、克隆及测序,得到1 141 bp序列。结合Genbank中已发布的鲱形目鱼类Cyt b基因全长序列利用生物信息学软件进行比较分析后,共检测到553个变异位点,总变异为48.5%,其中含504个简约信息位点,未见序列插入或缺失。碱基的替换多在密码子第三位,序列中转换多于颠换,Ts/Tv为2.448,基因突变未达到饱和。基于K2P模型计算的遗传距离表明,宝刀鱼科同鲱科及鳀科的科间遗传距离（0.042~0.072）小于鲱科内属间遗传距离（0.065~0.106）。在以南美肺鱼为外群构建的NJ分子系统树中,齿头鲱科最先分化,是鲱形目中原始类群;鳓属、多齿鳓属独立聚为一支,且具较高的自举检验值,支持将其归入锯腹鳓科;宝刀鱼科并入到鲱科一支中去,与鲱科亲缘关系更近。     

新疆马鹿mtDNA细胞色素b多态性分析

采用聚合酶链式反应(PCR)技术对新疆马鹿23个个体mtDNA细胞色素b序列进行扩增,所得PCR产物测序,得到405bp大小的核甘酸片段序列,统计分析了3个类型间的遗传关系,通过遗传关系建立了系统发育树。结果表明,新疆马鹿的遗传关系与它们的地理位置有密切的关系。