基于线粒体 Cyt b 和 ITS1 部分序列分析鲭科鱼类分子系统进化关系

鲭科(Scombridae)由15属51种表层洄游性海洋鱼类组成,广泛分布于热带和亚热带海域,是重要的经济鱼类。目前关于鲭科鱼类系统发生学的研究主要基于形态学特征。为了从分子水平上阐明鲭科鱼类的分类与系统进化关系,本研究扩增了鲭科7种鱼类的线粒体细胞色素b(Cyt b)基因1个含311个碱基的序列区和转录间隔区1(ITS1)的1个含644～692个碱基的序列区。采用多个生物软件对序列碱基组成进行分析,计算了Kimura-2parameter遗传距离、转换/颠换比等遗传信息指数。Cyt b和ITS1序列4种碱基平均含量分别是:A为22.8%、G为16.4%、C为31.2%、T为29.5%和A为13.5%、G为31.3%、C为38.7%、T为16.5%。基于Cyt b计算的鲭科鱼类种间遗传距离为0.0065～0.3335,平均遗传距离为0.1689;基于ITS1计算的金枪鱼族鱼类种间遗传距离为0.0032～0.2668,平均遗传距离为0.2025。Cyt b和ITS1序列的转换/颠换比分别为1.8和0.9。以竹荚鱼(Trachurus trachurus)和花鲈(Lateolabrax japonicus)为外群,并结合GenBank上鲭科24种鱼类的同源序列,构建NJ、ML和ME系统树。研究结果确认了金枪鱼属处于系统进化树的顶端,代表着最新演化的种类,是鲭科中最繁盛的一属,也是目前系统发育的高峰。所有分子系统树都表明鲣属、鲔属和舵鲣属显示与金枪鱼属很近的亲缘关系,它们均归入金枪鱼族。然而,研究结果与形态学上将金枪鱼属分为2个亚属的分类结果存在分歧。同时,本研究关于狐鲣属、平鲣属、刺鲅属和双线鲅属进化地位上的结果也不同于形态学的结果。故鲭科鱼类客观、科学的分类地位还需通过形态学、生态学和分子生物学的深入研究加以确认。     

背角无齿蚌和三角帆蚌的rDNA基因ITS1及ITS2序列的初步研究

对背角无齿蚌(Anodonta woodiana woodiana)和三角帆蚌(Hyriposis cumingii)的核糖体RNA内转录间隔区1(ITS1)和内转录间隔区2(ITS2)进行扩增测序。结果显示,背角无齿蚌(A.woodiana woodiana)的ITS1长度为496bp(A:20.36%;T:25.40%;G:27.42%;C:26.82%);ITS2长度为466bp(A:24.89%;T:21.89%;G:26.39%;C:28.83%);三角帆蚌(H.cumingii)的ITS1为475bp(A:21.47%;T:23.79%;G:29.36%;C:25.48%);ITS2为519bp(A:25.82%;T:22.93%;G:25.24%;C:26.01%)。研究表明ITS在不同科的物种间差异较大,不适合用于高阶元的系统发育研究。背角无齿蚌、三角帆蚌、魁蚶、栉孔扇贝、大珠母贝5个物种的ITS2中有一段保守序列,推测可能与ITS的某一功能有关。     

绢丝丽蚌的配子发生

绢丝丽蚌的配子发生ＧＡＭＥＴＯＧＥＮＥＳＩＳＯＦＬＡＭＰＲＯＴＵＬＡＦＩＢＲＯＳＡ龚世园朱子义张训蒲王明学杨学芬华中农业大学水产学院,武汉４３００７０）ＧＯＮＧＳｈｉＹｕａｎ,ＺＨＵＺｉＹｉ,ＺＨＡＮＧＸｕｎＰｕ,ＷＡＮＧＭｉｎｇＸｕｅ,ＹＡ...     

褐牙鲆(♀)、夏鲆(♂)及其杂交子一代的ITS1序列特征分析

以雌褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)、雄夏鲆(P.dentatus)及其子一代为研究对象,对其核糖体基因的ITS1序列进行比较分析。结果表明,ITS1序列具有明显的种间及个体内差异。在雄夏鲆ITS1序列中仅发现1种基因类型(X型),而在雌褐牙鲆及子一代ITS1序列中发现两种差异显著的基因型(X型和Y型)。在亲本中未检测到两种类型的交换重组序列,而在子代中检测到4个X型与Y型的重组序列,说明子代ITS1区域更容易发生交换重组。进一步的遗传距离分析发现,母本与子代之间的遗传距离(0.059)明显大于父本与子代之间的遗传距离(0.018),且子代中X型片段出现的频率(85.5%)远大于Y型片段出现频率(8.7%),表明亲本双方ITS1区域的遗传信息都遗传给了子代并且X型片段的遗传信息明显占有优势,进而从分子水平上证明子代为褐牙鲆与夏鲆的杂交后代。本研究旨在分析牙鲆属亲本及子代的ITS1序列特征,为鱼类核糖体基因的研究积累数据。     

5种鳎科鱼类核糖体ITS1序列比较

核糖体基因在很长一段时间内被认为严格遵循协同进化方式,但是在很多种类中都发现了明显的序列多态性,表明其是非协同进化。为了检测鳎科鱼类核糖体内转录间隔区1(ITS1)序列是否存在多态性,并探究其能否作为种类鉴定的分子标记,本研究克隆获得了5种鳎科鱼类共118条ITS1全序列。结果显示,眼斑豹鳎具有两种差异显著的片段类型,表明其在基因组中遵循非协同进化方式;而在其余4种鳎科鱼类中均没有发现序列多态性,表明其为协同进化。序列分析显示ITS1具有明显的种间长度异质性,最短的序列出现在蛾眉条鳎(412 bp),最长的为眼斑豹鳎(585 bp)。碱基分析显示ITS1序列在5种鳎科鱼类中都呈现出相同的趋势:CGAT,且GC含量为69.5%,远高于AT含量。聚类分析显示除眼斑豹鳎外,所有鳎类均单独聚为一支,种类区分度非常明显,表明ITS1序列能够作为种类鉴定的分子标记。但是眼斑豹鳎的一个克隆和东方箬鳎聚为一支,这种序列多态性对种类鉴定产生了干扰,因此用具有多态的ITS1序列作为分子标记时一定要有足够的克隆数量,避免因数据不充分而得到不正确的结论。     

基于rRNA基因ITS-1序列探讨扭蚌和反扭蚌的分类地位

测定并比较了扭蚌和反扭蚌的ITS-1序列,以三角帆蚌为外类群,利用Mega2．0软件中的最大简约法（MP法）和邻接法（NJ法）构建它们的系统发育树,试验结果表明,扭蚌和反扭蚌聚在一起形成一分支,三角帆蚌形成另一独立的分支;由此推断,扭蚌和反扭蚌属同物异名。     

基于16S rDNA序列的帘蛤科贝类分子系统发育研究

对21种帘蛤科贝类线粒体16SrRNA基因片段的核苷酸序列进行了分析,以探讨这一序列在种质鉴定、分子系统发育研究中的应用价值。试验结果表明,所有物种扩增片段长度504～642bp,具有明显的长度多态性,序列A+T含量59.2%～69.0%,明显高于GC含量。物种间共有变异位点447个,其中简约信息位点351个。以16SrDNA片段序列为标记,以中国蛤蜊做外群,构建了帘蛤科贝类的系统发生树,拓扑结构显示,帘蛤科贝类形成3个明显类群,缀锦蛤亚科的13个种形成一个单系群,其结点自展值为93%。第二类群由雪蛤亚科、帘蛤亚科和镜蛤亚科的种类组成,结点自展值为87%。第三类群由仙女蛤亚科、青蛤亚科、楔形蛤亚科和文蛤亚科的种类组成,结点自展值为100%。结合拓扑结构分析和序列比对分析,本研究支持将短文蛤和丽文蛤订为文蛤的同物异名的观点,建议将丽文蛤和短文蛤订为文蛤的地理亚种;支持将薄片镜蛤和Dosinia angulosa订为2个独立种的观点;宜将波纹巴非蛤和织锦巴非蛤订为2个独立种。     

金鱼核糖体转录间隔区(ITS-1)的克隆和序列分析

对金鱼(Carassius auratus)核糖体转录间隔区(ITS-1)进行了克隆测序,并对ITS-1序列进行了分析。结果显示,克隆的金鱼ITS-1区序列长度为294bp,其中A、T、G、C 4种碱基的含量分别为17.0%、14.6%、33.0%、35.4%;与从GenBank中检索到的12种鱼的核糖体DNA序列比较显示,其与12种鱼的ITS-1序列同源性较低,在26.0%~61.6%之间;根据金鱼与其他12种鱼的ITS-1序列的同源性构建进化树,所得的分类结果与传统的分类结果基本一致。     

中国、日本和澳大利亚珍珠贝的ITS 2序列特征分析

对中国、日本和澳大利亚的珍珠贝核糖体DNA第二内部转录间隔子(ITS2)的序列特征进行了分析。PCR扩增产物包括5.8S基因部分序列、ITS2基因和28S基因部分序列。去除引物序列后5.8S基因片段长64bp,ITS2长230～237bp,28S基因片段长249bp。共分析了16个基因型的序列特征,结果表明,5.8S和28S基因片段高度保守,仅28S有1个碱基位点突变;而ITS2变异大,237个比对位点中有20个位点发生突变,其中12个位点为缺失/插入突变,4个简约信息位点。在碱基组成中,5.8S和28S的GC含量(58.1%～59.4%)高于AT含量,也高于ITS2的GC含量(51.3%～52.0%),ITS2的GC含量与AT含量相差不大。碱基组成中5.8S的A碱基含量较低,28S的T碱基含量较低,存在较大的碱基偏倚性。3个地理群体内和群体间的遗传距离都很小(0.010～0.013),且相互重叠。从基因型数据看,3个群体既有各自独立的基因型,也有共享基因型。但从序列的碱基变异数据看,3个群体没有各自独有的突变位点。上述结果表明,3个地理群体既具有丰富的遗传多样性,又具有高度的遗传一致性,即亲缘关系近,可能存在基因交流,或者分化时间不长。丰富的遗传多样性有利于合浦珠母贝的遗传选育。     

基于16S rRNA部分序列探讨12种鲹科鱼类的分子系统进化关系

鲹科鱼类在传统形态分类与分子遗传水平构建的系统分类存在争议,本文通过PCR扩增获得了鲹科（Carangidae）8属9种的线粒体16S rRNA基因片段序列约598bp碱基,结合来自GenBank的3种鲹科鱼类的相应片段序列,并以大斑石鲈Pomadasys maculates为外群,生成供系统发育分析的序列矩阵,利用MEGA version 3.0软件分析序列的碱基组成、差异百分比和转换/颠换值等,应用最大简约法和邻接法构建系统树。结果显示：（1）支持鲹科下设四个亚科（鲹亚科,鰤亚科,鲳鲹亚科,鰆鲹亚科）阶元的分类系统;（2）所测种类鲹亚科鲹属下不宜设亚属分类阶元;（3）及达副叶鲹与丽叶鲹亲缘关系近,16S rRNA基因片段序列碱基只有1.07%的差异,未达到分属水平,应同属于副叶鲹属的两个不同种,并建议丽叶鲹的中文名用“丽副叶鲹”。     

Phylogenetic analysis and species identification of popular shrimp species in southeast China using the first internally transcribed spacer of ribosomal DNA

The ribosomal DNA internally transcribed spacer 1 (ITS1) was investigated in the search for an appropriate genetic marker that was suitable for phylogenetic study and species identification of eight major exported shrimp species in southeast China. Using the selected primers, the amplified ITS1 sequences exhibited a high degree of length polymorphisms, ranging from 448 bp in Metapenaeopsis dalei to 1491 bp in Macrobrachium nipponense . Many microsatellite loci were found at the 5' end and in the middle region of ITS1, which seemed to be associated with intragenomic sequence variation among samples of the same species. This variation might obscure the phylogenetic relationship between some shrimp populations, but the separation of five Penaeus species was well supported. In combination with polymerase chain reaction-restriction fragment length polymerism methods analysis, ITS1 sequences from shrimp species belonging to different families and genera could also be easily discernable. The results suggested that ITS1 was highly variable among different shrimp groups and could be an appropriate marker for species identification and molecular systematic studies.     

Validation of environmental DNA (eDNA) as a detection tool for at‐risk freshwater pearly mussel species (Bivalvia: Unionidae)

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Microsatellite analysis of genetic diversity and genetic structure of the Chinese freshwater mussel Solenaia carinata (Bivalvia: Unionidae)

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基于DNA条码基因的鳢科鱼类系统进化与物种鉴定

鳢科(Channidae)鱼类在亚洲分布广泛,其中中国的土著种类是重要养殖品种,国外很多种类主要作为观赏鱼引进我国。本研究利用线粒体COΙ基因序列,对分布于我国的鳢科鱼类不同种群样本序列,及在Gen Bank中获得其他鳢科鱼类的序列进行分析,探讨其作为DNA条形码基因对鳢科进行物种鉴定和系统进化分析的可行性。通过对本研究采集的149个鳢样本和122条Gen Bank中已有序列进行分析,结果显示,所研究的鳢科鱼类的COΙ基因576 bp片段中不存在碱基插入缺失现象,其平均碱基含量A+T(51.4%)高于G+C含量(48.6%),存在偏倚性;多态位点占47.2%。利用Mega 6.0软件基于Kimura’s 2-parameter模型计算25种鳢种内平均遗传距离为0.028,其中巴卡鳢(Channidae barca)种内遗传距离最大,为0.137,超过了某些种间遗传距离;种间遗传距离为0.030~0.302,平均为0.217。其中最大距离0.302为饰鳍鳢(Channidae ornatipinnis)和黑体鳢(Channidae melasoma)之间,甚至超过了与外群之间的距离。利用邻接法(Neighbour-Joining,NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood Tree,ML)分别构建系统进化树,同种个体获得较高支持率,而不同种间的关系支持率较低,同时发现存在由多个种组成的巴卡鳢和南鳢复合支系。本研究表明,进行我国土著鳢科鱼类物种鉴定时COI基因是有效的工具,而进行外来观赏鱼鉴定,尤其是巴卡鳢、斯氏鳢等物种进行鉴定时,需结合多方面信息;COI基因不适合鳢科鱼类种间遗传进化关系的研究。     

基于线粒体COI基因序列的亚东鲑DNA条形码研究

以亚东鲑为研究对象,测定分析了线粒体COI基因638bp碱基序列,探讨了该基因作为DNA条形码在鲑科三种鱼类(亚东鲑、大西洋鲑和红点鲑)鉴定方面的可行性和有效性。亚东鲑33个个体共享1种单倍型。利用Kimura-2模型分析得到亚东鲑与大西洋鲑遗传距离最小,为0.079;大西洋鲑与红点鲑遗传距离最大,为0.141;亚东鲑与红点鲑遗传距离为0.120。基于COI基因片段序列构建的NJ显示,亚东鲑和大西洋鲑首先聚到一起,然后再与红点鲑相聚。结果表明COI基因片段作为三种鱼类DNA条形码进行分类鉴定具有一定可行性。     

Influence of life‐history variation on demographic responses of three freshwater mussel species (Bivalvia: Unionidae) in the Clinch River,USA

• 1. Variation in age, shell growth, and demographic responses of two endangered mussel species, Epioblasma brevidens and Epioblasma capsaeformis, and a third non‐listed species, Lampsilis fasciola, were studied from 2004–2008 in a 32‐km reach of the Clinch River, TN.
• 2. Observed maximum age and length of E. brevidens was 28 yr and 71.5 mm for males and 15 yr and 56.6 mm for females; of E. capsaeformis, 12 yr and 54.6 mm for males and 9 yr and 48.6 mm for females; and of L. fasciola, 45 yr and 91.3 mm for males and 24 yr and 79.8 mm for females.
• 3. Estimated population size was ～46 000 individuals for E. brevidens, ～862 000 individuals for E. capsaeformis, and ～33 000 individuals for L. fasciola.
• 4. Mean recruitment per year of 1 yr‐olds ranged from 12.0% to 24.0% for E. brevidens, 4.2% to 56.6% for E. capsaeformis, and 10.0% to 38.5% for L. fasciola, and mean annual population growth rate was 21.0%, 31.3%, and ? 24.3%, respectively.
• 5. Juveniles were detectable but temporally and spatially variable in occurrence, and a significant proportion of the age‐class structure of each species. Recruitment was exceptionally high for E. capsaeformis during years when discharge was low in spring and summer.
• 6. Population size, growth, recruitment, and mortality rates of the shorter‐lived E. capsaeformis were correspondingly higher than those of E. brevidens and L. fasciola.
• 7. The federal recovery plan for E. brevidens and E. capsaeformis identifies quantification of demographic variables as a critical step toward meeting the recovery needs of each species. The data collected in this study begin to meet these needs and can be used to monitor and evaluate population performance of each species. Published in 2011 by John Wiley & Sons, Ltd.

     

基于微卫星标记的中华鲟亲子关系判别及案例分析

中华鲟（Acipenser sinensis）是一种大型溯河产卵洄游性鱼类。历史产卵场分布于长江上游，距离长江口2500-3000公里。1981年葛洲坝工程阻断了中华鲟洄游通道，随后天然种群数量急剧减少。人工繁殖放流补充工作从1983年开始。由于野生和人工繁殖中华鲟幼鱼有相似的洄游入海特征，因此通过在长江口水域捕获滞留的中华鲟幼鱼并区分人工繁殖个体和野生个体，可以评估中华鲟人工繁殖放流效果。本研究构建了基于四倍体遗传的微卫星标记的亲子鉴定方法，并用全同胞家系、半同胞家系和非亲缘关系群体样本验证本方法的有效性；最后将该方法用于1999年度中华鲟人工繁殖效果评估案例中，评估人工繁殖个体在长江口中华鲟幼鲟群体中的比例。亲子鉴定方法结果显示，三个全同胞家系个体间的平均遗传距离分别为0.43、0.44和0.44；半同胞家系的遗传距离居中（0.57）；长江口中华鲟幼鲟群体间的平均遗传距离是0.74。人工繁殖效果评估结果显示：在2000年度长江口幼鱼群体中，人工繁殖个体的比例较低（0～3.8％），中华鲟补充群体主要来源于自然繁殖，人工繁殖放流个体对中华鲟野生群体增殖作用不明显。     

干露胁迫对长牡蛎基因组DNA甲基化的影响

为探讨干露胁迫对海产贝类基因组DNA甲基化的影响,应用荧光标记甲基化敏感扩增多态性(fluorescencelabeled methylation sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)技术,比较了不同干露条件下(0 d、0.5 d、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d和11 d)长牡蛎(Crassostrea gigas)基因组DNA甲基化的变化。结果表明,对照组(干露处理0 d)闭壳肌与鳃组织的总体甲基化水平分别为29.76%和29.82%;干露处理0.5 d、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d和11 d的长牡蛎全基因组甲基化水平呈现先增高后降低的趋势,其中,闭壳肌组织的总体甲基化水平分别为36.59%、38.86%、43.02%、39.30%、51.13%、46.79%和35.06%,鳃组织总体甲基化水平分别为39.39%、42.13%、39.36%、43.54%、56.19%、38.57%和28.99%;干露处理7 d的长牡蛎甲基化水平明显高于其他时期(P0.05),11 d时甲基化水平基本恢复至初始状态。甲基化变异模式分析发现,闭壳肌与鳃组织DNA甲基化变异位点存在差异,甲基化升高位点变化程度较大(P0.05)。以上结果表明,长牡蛎通过改变DNA甲基化模式来应答干露胁迫,发生了不同程度的甲基化与去甲基化反应,DNA甲基化与长牡蛎的抗逆性状密切相关。