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。     

5科11种鱼类ITS1特征分析及其在系统分类研究中的适用性

为了探讨ITS1作为分子标记用于鱼类系统演化的适用性,实验选取鲈形目5科11种鱼类为研究对象,包括尖吻鲈科、射水鱼科、军曹鱼科、剑鱼科和鲹科。通过克隆和测序等技术共获得了348条ITS1序列,长度范围为442~661 bp;通过对所有序列的长度、变异位点数量、GC含量、核苷酸多样性及单倍型多样性指数等遗传特征比较分析发现,11种鱼类ITS1序列无论是在种内还是在种间,长度和序列都表现出较为明显的多态性。特别是在军曹鱼中,70条克隆的长度范围为648~661 bp,但有一条序列存在55 bp缺失,结合该序列的GC含量,二级结构和最小自由能,推断该序列为假基因。以鮣为外类群,基于核糖体ITS1序列构建的邻接树显示在物种种类水平上,不同个体的克隆都按种类聚支,ITS1可以用于该类群物种的区分;在属级水平上,ITS1将11属鱼类完全区分开,能够用于属级水平的区分;在科级水平上,虽然鲹科分为2支的分子结果和形态分类存在差异,但ITS1构建的系统关系与线粒体分子标记构建的系统进化树相似。研究表明,核糖体ITS1可以作为一种有效的分子标记用于研究鱼类的系统分类研究,并且不同的分类阶元其解析能力不同,这将为鱼类核糖体的研究提供科学依据。     

鳀科鱼类线粒体全基因组序列结构特征及系统发育信息分析

为了解鳀科鱼类的线粒体全基因组序列结构特征及系统发育信息,以期为进化遗传学研究和分子标记的选取提供参考依据,对已知的10种鳀科鱼类的线粒体全基因组进行分析。结果显示:1)鳀科线粒体基因组全序列长度在16 660 bp到17 069 bp之间,基因组的结构和基因排列顺序与其它硬骨鱼类一致。2)比对后获得一致序列长度为15 704 bp(不含D-loop),其中变异位点5 570个,占所有位点数的35.5%。在编码基因中,序列变异程度和Kimura双参数遗传距离最大的是ND6基因(分别是47.5%和0.276),最小的是tRNA拼接序列(分别为18.7%和0.072)。3)基于Ka-Ks的Z检验和Tajima’s D检验表明蛋白质编码基因主要受到净化选择(即负选择,purifying selection)的作用;其中12个蛋白质编码基因(ND6除外)有强烈的净化选择(Ka/Ks<1),而ND6基因受正选择(positive selection)影响较大(Ka/Ks>1)。4)ND4、ND2和Cytb是进行鳀科鱼类系统发育分析的较为理想的分子标记。     

5.8S rDNA-ITS区片段的序列分析在坛紫菜种质鉴定中的应用

为探讨DNA序列标记技术在坛紫菜种质鉴定中的应用，对10个野生坛紫菜种质材料的5.8S rDNA-ITS区进行PCR扩增和序列分析，结果发现扩增的片段长度在1 208~1 219 bp之间，可以分为ITS1区，5.8S区和ITS2区3个部分，其中5.8S区片段的长度完全一致，均为160 bp；ITS1区和ITS2区片段的长度也非常接近，只有几个碱基的差异。多重序列比对发现10个种质材料的ITS区（包括ITS1和ITS2）序列都存在一定差异，序列同源性在95.82％~99.73％之间，而5.8S区序列则完全一致，但与其它种紫菜的5.8S区序列有很大差异，序列同源性在79.7％~95.0％之间。由此认为5.8S rDNA-ITS区这种高度保守区和高变区交替排列的形式可以成为坛紫菜种质鉴定及系统进化分析的强有力工具。     

卵形鲳!线粒体１６ＳｒＲＮＡ基因全长序列的克隆与分析

根据近源物种线粒体序列的同源比对，在16S rRNA基因上下游保守区域设计一对通用引物。PCR扩增获得特异的DNA片段，经克隆、测序和比对证实该片段包含了卵形鲳鲹线粒体16S rRNA全长序列1725bp。对5个个体分别测序后比对，发现卵形鲳鲹16S rRNA基因在钦州湾种群个体间存在至少7个变异位点，使5个个体分别具有5种不同的单倍型。将卵形鲳鲹和鲹科其它物种的16S rRNA序列进行比，根据比对结果构建的鲳鲹科各物种的系统进化树，支持鲹科下设四个亚科(鲹亚科，鰤亚科，鲳鲹亚科，鰆鲹亚科)的分类系统。综上所述，16S rRNA基因既可用于卵形鲳鲹种群遗传多样性分析，又适用于鲹科鱼类的系统进化分析。     

11种鲈形目鱼类的核糖体基因GC含量及其与硬骨鱼类的特征比较

核糖体基因为串联重复多拷贝的基因,包括3个编码基因(18S,5.8S,28S)和两个间隔区ITS1(internal transcribed spacer 1)和ITS2(internal transcribed spacer 2)。目前,对核糖体基因的相关报道主要集中在个体内不同拷贝间的多态特征,以及其作为分子标记在系统演化关系中的应用,GC含量作为一项非常重要的核苷酸序列指标,而鲜有报道。为了探讨鱼类的核糖体基因GC含量特征以及间隔区是否也存在GC平衡现象,本研究选择了鲈形目(Perciformes)5科11种鱼类5个片段的核糖体基因进行研究,包括尖吻鲈科(Latidae)、射水鱼科(Toxotidae)、军曹鱼科(Rachycentridae)、剑鱼科(Xiphiidae)、鲹科(Carangidae)。获得了1651个单克隆序列,通过分析并比较已有的其他硬骨鱼序列片段的GC含量变化特征,结果发现:本研究鱼类的18S的GC含量为52.6%~57.1%(平均54.6%),5.8S为55.6%~58.9%(平均57.4%),28S为64.2%~65.8%(平均64.6%),ITS1为56.5%~73.0%(平均65.0%),ITS2为62.3%~77.5%(平均69.1%)。编码区的GC含量相对较保守,变异范围较小,18S和5.8S变化范围明显小于间隔区,28S则位于间隔区的最低值和最高值之间。因此,我们发现硬骨鱼核糖体ITS高于60%的GC含量是该类群的一个特征,并且高GC含量的ITS1和ITS2序列中不存在明显的高GC富集区,其含量高低的变化与序列长度也没有相关性。本研究11种鱼类的ITS1和ITS2的GC含量在种内的相似性既有大于也有小于种间相同片段的相似性,因此GC平衡现象只存在部分种类中。本研究结果可为鱼类核糖体基因序列特征的进一步研究及利用提供科学依据。     

脊尾白虾3个野生群体ITS1序列分析及其亲缘关系分析

对脊尾白虾的莱州湾、海洲湾、象山湾3个野生群体共计62个个体的核糖体RNA转录单元内间隔区ITS1基因片段进行克隆和测序,对序列特点进行分析,并结合GenBank数据库中已有的长臂虾亚科ITS1同源序列虾类进行系统分析。结果显示,脊尾白虾的ITS1序列具有长度多态性,其长度为345~384 bp,62条序列GC的平均含量显著高于AT含量;共检测到79个变异位点,39种单倍型,多态位点比例为21.7%;海洲湾群体遗传多样性指数最高,象山湾群体次之,莱州湾群体最低。在脊尾白虾ITS1序列中发现微卫星序列共有8处,重复序列类型为(GC)n、(AG)n、(GGC)n、(GGA)n、(AT)n、(GA)n,以(GA)n类型最多。AMOVA分析结果显示3个群体间的遗传分化较弱或只有中度分化。另外用MEGA4.0软件中的NJ法构建分子进化树,探讨长臂虾亚科几个种的系统进化关系,系统树显示同种的不同个体、同属的不同种聚在一起,与形态学的分类吻合。     

远东偏顶蛤核糖体DNA第二转录间隔区(ITS2)测序及分析

利用通用引物成果扩增了远东偏顶蛤核糖体DNA第二转录间隔区序列,并对其进行了一致性比对和系统进化分析,结果表明:远东偏顶蛤ITS2序列全长共245bp,四个个体的序列无差异。与其他物种相比,与远东偏顶蛤一致性最高的物种为同属的偏顶蛤,系统进化树中,远东偏顶蛤与同属的其他两个种聚为一支。本文研究结果为该种的遗传进化及多样性研究提供了基础数据。     

基于mtDNA-COⅡ基因序列对中国南海裸胸鳝属鱼类分子系统进化关系的研究

采用聚合酶链式反应直接测序法,获得细斑裸胸鳝、黄纹裸胸鳝、云纹裸胸鳝、黑点裸胸鳝、褐裸胸膳5种裸胸鳝属鱼类的细胞色素氧化酶Ⅱ(cytochrome oxidaseⅡ,COⅡ)基因序列(691 bp)。结合GenBank上蠕纹裸胸鳝COⅡ同源序列,采用多个生物软件对6种裸胸鳝属鱼类序列变异和碱基组成进行分析,共发现196个核苷酸位点存在变异(28.36%);计算了它们的相对遗传距离、转换/颠换比等遗传信息指数,6种裸胸鳝属鱼类的序列差异为0.012~0.199,其中云纹裸胸鳝与褐裸胸鳝的序列差异最大,为0.199,细斑裸胸鳝与黄纹裸胸鳝序列的差异最小,为0.012;总体来说,序列中的转换明显多于颠换,转换和颠换的比值(Ts/Tv)为2.7;以长鳝为外群构建NJ、ME、MP系统树,长鳝分为独立的一支,6种裸胸鳝为另外一支,分为3个平行进化的分支。     

奥利亚罗非鱼线粒体基因组全序列测定与系统进化分析

采用LA-PCR(long amplification polymerase chain reaction)扩增方法获得奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)线粒体基因组全序列.分析表明,序列全长16 632 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个长度为931 bp的主非编码区.A、T、G、C碱基的组成分别为27.89％、25.50％、15.62％、30.99％.基因排列与罗非鱼属的其他物种一致.13个蛋白质基因除COX1用TGT做起始密码子外,其他均以ATG为起始,终止密码子除COX2、Cyt b、ND4为不完整的T,其余基因均以典型的TAA做终止密码子.22个tRNA的二级结构都具有典型三叶草结构.系统发育分析显示,罗非鱼属与丽鱼科(Cichlidae)其他物种分开,聚为单系群,其中奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼亲缘关系较近,莫桑比克非鱼和罗非鱼KM-2006亲缘关系较近.本研究旨在为进一步利用线粒体基因组分析罗非鱼群体遗传多样性、亲缘关系以及丽鱼科系统进化提供基础依据.     

中国13种海参系统发育和骨片演化分析

运用扫描电子显微镜观察了中国沿海13种代表性海参的骨片,并获得了8种海参的线粒体16SrDNA基因序列,通过整合网上序列联合分析以期了解13种海参的系统发育关系和骨片演化规律。结果表明, 13种海参的骨片包括桌形体、假桌形体、扣状体、杆状体、穿孔板、花纹样体、颗粒体7种类型; 8种海参的16S rDNA片段长度在465 bp左右,富含AT碱基, A+T的含量平均为55.8%,符合无脊椎动物线粒体DNA序列的特征。从GenBank中获取11种海参16S rDNA基因序列,以杂色角孔海胆(Salmacis sphaeroides)为外群,联合本研究中所测序列构建了NJ和ME系统树。结果表明,NJ、ME系统发育树基本一致,海参科(Holothuriidae)内,柄体参属(Labidodemas)与海参属(Holothuria)亲缘关系极近且骨片形态均相似,可划分为同一个属;与传统形态学分类不同,刺参科(Stichopodidae)同尻参科(Caudinidae)、沙鸡子科(Phyllophoridae)、硬瓜参科(Sclerodactylidae)、瓜参科(Cucumariidae)聚成一簇,而与海参科亲缘关系较远,符合最新分类系统。本研究根据NJ和ME系统发育树结果,结合海参骨片的形态学资料,对海参科内骨片的演化进行了分析,认为虽然桌形体的进化史尚不清晰,但在海参科内,海参骨片由复杂的桌形体、扣状体向简单的花纹样体和颗粒体演化。     

大弹涂鱼TLR基因分子进化研究及其在鳗弧菌胁迫后的表达分析

大弹涂鱼(Boleophthalmuspectinirostris)是一种生活在潮间带的淤泥滩和红树林等两栖环境中的鱼类,其免疫系统面临比水生生活更大的选择压力。Toll样受体基因(简称TLR)是重要的先天免疫成员,一直是鱼类分子免疫学的研究热点之一。为了探究大弹涂鱼TLR基因是否因为其独特的生活环境而产生适应性进化以及其TLR基因在受到细菌攻击后的免疫应答模式,本研究从大弹涂鱼皮肤转录组中获得了TLR5, TLR8和TLR9完整序列以及TLR3和TLR7部分序列,采用分子生物信息学对大弹涂鱼TLR5, TLR8和TLR9基因序列以及氨基酸序列进行了分析,并根据所构建的系统发育树对5个TLR基因进行了分子进化分析,采用荧光定量PCR方法对大弹涂鱼5个TLR基因的组织表达分布和鳗弧菌攻击后5个TLR基因的免疫应答模式开展了研究。结果显示, TLR5基因全长3071 bp,包括长度为2646 bp的编码区,共编码882个氨基酸; TLR8基因全长3175 bp,包括长度为3033 bp的编码区,共编码1011个氨基酸; TLR9基因全长3398 bp,编码区长度为3093 bp,共编码1031个氨基酸。大弹涂鱼3个TLR基因与其他物种的TLR基因结构相似,具有高度保守性。位点模型结果表明,鱼类TLR3, TLR5和TLR8是高度保守的,而TLR7和TLR9在长期进化过程中产生了适应性进化;而进化枝–位点模型结果表明,为了适应更加复杂多变的两栖环境,大弹涂鱼TLR9基因可能产生了适应性进化。大弹涂鱼5个TLR基因在8个健康组织(肠,眼,肾,肝,脑,肌肉,脾和皮肤)中均有表达,在肝脏和脾脏中的表达量较高。在受到鳗弧菌(Vibrio anguillarum)攻击后的免疫表达模式表明了大弹涂鱼5个TLR基因在应对细菌入侵时起到了重要作用。     

Molecular divergence and application of the ITS-5.8S rDNA and RUBISCO spacer in <Emphasis Type="Italic">Porphyra haitanensis</Emphasis> Chang et Zheng (Bangiales,Rhodophyta)

To select a reliable and sensitive method for discriminating strains of Porphyra haitanensis, the nucleotide sequence of the internal transcribed spacer 1 to internal transcribed spacer 2 regions (ITS-5.8S) of nuclear ribosomal DNA and the intergenic spacer region of RUBISCO were compared in five wild and five cultivated Porphyra haitanensis strains. Based on molecular analyses, sequences of ITS-5.8S (about 1,210 bp) could be divided into three regions: ITS1, 5.8S, and ITS2. The ITS1 and ITS2 sequences of each strain differed, even between individuals collected from the same site. In contrast, 5.8S rDNA and RUBISCO spacer sequences were identical among the ten P. haitanensis strains, although differences were found among different Porphyra species. Phylogenetic analysis also supported these conclusions. These sequence features of highly conserved regions and diversified regions that occurred repeatedly in ITS-5.8S could be useful in discriminating germplasm of P. haitanensis strains or Porphyra species. In contrast, the RUBISCO spacer is only suitable for identifying Porphyra species. New coupled primers were designed to amplify only the 5.8S rDNA and ITS2 region of Porphyra. The sequences of these amplified fragments can be readily used to identify germplasm or to perform phylogenetic analysis of Porphyra spp.     

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”。     

黄条鰤线粒体全基因组测序及结构特征分析

通过二代测序、软件拼接获得中国黄海海域黄条鰤(Seriola aureovittata)线粒体基因组全序列。其序列全长为16609 bp,碱基组成分别为A(26.68%)、G(17.84%)、C(30.12%)和T(25.36%);共有13条蛋白编码基因, 22个tRNA基因, 2个rRNA基因,除NAD6、trnQ、trnA、trnN、trnC、trnY、trnS、trnE、trnP外,其余基因均在H链上编码。黄条鰤线粒体基因组全序列与蛋白编码基因的A+T含量分别为52.05%和51.085%,具有明显的AT偏好性。线粒体基因中存在2个散在重复序列,分别位于NAD1基因序列正义链的中游和COX2基因序列反义链的上游。在其22个tRNA基因中,除了tRNAGly外,均具有典型的三叶草二级结构。黄条鰤线粒体基因组的蛋白编码基因起止位点与密码子除COX1、NAD5外,均与日本海域出产的黄条鰤(Seriola lalandi)完全吻合,且COX1、NAD5基因皆短于日本黄条鰤;两者间存在一定的遗传差异。基于18种隶属于13属的鲹科鱼类线粒体基因组全序列构建系统发生树,可知小甘鲹(Seriolina nigrofasciata)、黄条鰤、五条鰤(Seriola quinqueradiata)、高体鰤(Seriola dumerili)、长鳍鰤(Seriola rivoliana)同属一近支,且黄条鰤与五条鰤亲缘关系最近,与小甘鲹进化距离较远。     

基于DNA条形码技术对江门沿岸海域夏季鱼卵的鉴定

以江门沿岸海域夏季采集到的鱼卵研究对象,利用DNA条形码技术分析鉴定鱼卵种类。本研究获得鱼卵个体有效线粒体COI序列信息217个,测序成功率为68.5%。经BOLD数据库比对分析,成功鉴定鱼卵5目14科19属20种(未知种2种);种内遗传距离为0~0.006,平均遗传距离为0.002,种间遗传距离为0.149~0.325,平均遗传距离为0.255,种间遗传距离为种内遗传的128倍;鱼卵样品以鲈形目数量最多,占51.8%;鲱形目次之,占24.8%;其中鱼卵优势种为黄斑鲾(Photopectoralis bindus)、日本鳀(Engraulis japonicus)、大甲鲹(Megalaspis cordyla)、粗鳞鮻(Chelon subviridis)、金钱鱼(Scatophagus argus)、龙头鱼(Harpadon nehereus)、亚洲(Sillago asiatica)。本次调查川山群岛东部海域获得鱼卵数量、鱼卵种类数均最多,是江门沿岸海域日本鳀、龙头鱼的主要产卵场;黄茅海、镇海湾西部水域均未获得鱼卵,可能与水域环境变化及陆源污染导致产卵环境破坏、亲体量减少有关。该研究结果揭示了江门沿岸海域夏季鱼卵分布格局,为其制定有效的产卵场保护措施提供依据,同时表明DNA条形码技术能有效地对鱼卵进行种类鉴定,可被广泛地应用于我国沿海海域鱼卵鉴定工作。     

不同地理种群瓦氏马尾藻ITS序列特征及其系统进化分析

为研究不同地理种群瓦氏马尾藻ITS的序列变异,实验采用PCR扩增和序列测定方法,获得了3个不同地理种群15株瓦氏马尾藻的ITS全长序列,并进行序列分析。结果显示,15个个体共出现4种不同的ITS序列,它们相应的ITS1、5.8S、ITS2长度相同,均为762、158和507 bp,共有3个位点发生碱基变异。结合从GenBank中下载的马尾藻科3个属24种马尾藻的ITS序列,以羊栖菜属的羊栖菜,喇叭藻属的拟小叶喇叭藻和下延喇叭藻作为3个外群,采用邻位相连法构建分子系统进化树,结果显示,瓦氏马尾藻的ITS序列优先聚在一起然后以较高的置信度与南海马尾藻和球囊马尾藻聚为一支,在系统发生上显示出更近的亲缘关系。在选取的马尾藻中瓦氏马尾藻与南海马尾藻遗传距离最近为0.004,与拟小叶喇叭藻遗传距离最远为0.422。     

珠母贝属6个种的ITS 2分子标记研究

对珠母贝属的大珠母贝、珠母贝、白珠母贝、黑珠母贝、长耳珠母贝、黑珠母贝和合浦珠母贝6个种的内部转录间隔区2(ITS2)序列及其两侧的5.8S和28S的部分序列进行了比较分析。其中黑珠母贝的序列来自GenBank。PCR扩增片段大小为600bp左右,测序结果表明,ITS2长211～254bp,两端的5.8S和28S分别长84bp和272bp(均含引物)。序列比对分析结果表明,5.8S和28S序列高度保守,不适合于种类鉴定,而ITS2序列高度变异,270个比对位点中有146个位点发生突变,其中72个位点发生插入/缺失突变。除白珠母贝和黑珠母贝之间的遗传距离较小外,其余种类之间的遗传距离远远大于种内遗传距离。基因型分析表明,每个种具有各自特有的基因型。基因型和序列变异分析表明ITS2序列可作为珍珠贝种类鉴定的分子标记。可用于种间、杂交育种、幼体和珍珠贝肉等材料的种类鉴定与遗传分析。     

条斑星鲽和圆斑星鲽线粒体12S rRNA与16S rRNA基因序列及其系统分析

采用PCR产物直接测序法分别测定了条斑星鲽和圆斑星鲽线粒体基因组序列,并对12SrRNA和16S rRNA基因核苷酸全序列进行分析,条斑星鲽和圆斑星鲽线粒体12S rRNA的核苷酸序列长度分别为948 bp和949 bp,16S rRNA均为1716 bp。试验结果表明,由12S rRNA和16S rRNA基因所构建的两个系统树的结构基本一致,21种鱼主要分为3个大的分支:鲤形目、鲶形目聚为1支,鲑形目独立聚为1支,鲈形目和鲽形目聚为1大支。鲆鲽类与鲈形目的鲹科、鲷科鱼类聚类在一支,且与鲹科的日本竹荚鱼、大西洋竹荚鱼构成姊妹群,支持鲆、鲽类是从鲈形目分化出来的观点,而同属于鲽形目的鳎科鱼类塞内加尔鳎在12S rRNA树中成为一个独立的分支,在16S rRNA树中聚到鲈形目和鲽形目的分支中,并且与鲈形目关系更近些,鳎类是1个特殊类群,其分类地位有待进一步探讨。线粒体基因组序列已提交到GenBank中,序列号为:DQ403797和EF025506。