基于COI和16S rRNA的库页岛马珂蛤遗传多样性和分子系统进化研究

本研究以库页岛马珂蛤(Pseudocardium sachalinense)为研究对象,讨论COI和16S rRNA两种DNA条形码在贝类的遗传多样性、分子进化和种类鉴定的适用性,并利用两种条形码评估库页岛马珂蛤的遗传多样性。本文在获得库页岛马珂蛤线粒体全基因组的基础上,测序获得库页岛马珂蛤群体的COI和16S rRNA序列,发现COI基因核苷酸多样性为0.00195,高于16S rRNA核苷酸多样性(0.00073)。基于COI基因的单倍型多样性为0.76,大于16S rRNA的单倍型多样性(0.318)。其次,用全线粒体基因组构建8种贝类的系统进化树为参考,发现基于COI和16S rRNA的系统进化树与参考一致,提示这两种条形码片段可用于推断贝类的分子进化关系。最后,分别对马珂蛤科和帘蛤科15属17种贝类的COI基因和16Sr DNA进行序列比较,发现COI基因和16S rRNA的种间遗传距离均是种内距离的62倍。以上结果说明,16S rRNA与COI基因一样,能有效地构建马珂蛤科和帘蛤科的系统发育关系和物种鉴定,但在分析库页岛马珂蛤的遗传多样性时利用COI基因比16S rRNA能发现更多的遗传变异。     

双线紫蛤(Soletellina diphos)形态、序列测定和同工酶的初步研究

双线紫蛤(Soletellina diphos)是一种名贵的珍稀濒危经济贝类,在福建省莆田市分布于南日岛西南沿岸潮间带海域。为了解该群体的种质资源和遗传背景,从莆田市南日岛采集双线紫蛤样本,测量养殖1龄贝和野生2~3龄贝2个群体的壳长、壳高、壳宽和体重等性状并推导关系式;扩增野生个体的12S rRNA、16S rRNA、COI、Cytb、H3、18S rRNA、ITS与28 S rRNA序列并进行测序,结合紫云蛤科(Psammobiidae)或樱蛤总科(Tellinoidea)同源序列比对分析、计算遗传距离值、邻接法构建系统发育树;提取野生群体闭壳肌和斧足肌2种组织的EST、IDH、LDH、MDH、ME和SOD,比较组织特异性和多态性。结果表明,南日岛双线紫蛤样本的壳长与壳高、壳长与体重、壳高与体重之间相关性较高,群体间壳长与壳高比相近;同种内异地个体在12S rRNA、16S rRNA、COI和Cytb序列碱基组成、遗传距离和邻接树上具有一定的遗传差异,16 S rRNA、28 S rRNA数据支持与亚当斯紫蛤(S.adamsii)为同种异名或地理亚种;除SOD外,EST、IDH、LDH、MDH和ME表达皆具有组织特异性,ME在闭壳肌中活性较强,EST酶谱清晰、带数显现多态性。本研究将为当地双线紫蛤自然资源后续的种质鉴定、遗传结构和多样性分析等研究提供有价值的参考依据。     

我国不同地理群体栉江珧遗传多样性及系统发生分析

利用通用引物对5个栉江珧野生群体(山东长岛、山东日照、山东文登、广东湛江和海南海口) 28S rRNA 和COI 基因片段进行扩增测序,分别得到983bp和623bp的片段,基于28S rRNA序列分析系统发生的结果表明,栉江珧与Atrina vexillumju具有较近的遗传关系。基于COI基因序列的遗传多样性分析结果显示,山东文登群体具有最高的遗传多样性水平。AMOVA分析显示,群体遗传分化系数为0.132 3(P<0.001),说明栉江珧遗传变异主要来源于群体内的变异。由28S rRNA和COI基因聚类分析结果推测,由于地理隔离,我国栉江珧南北方群体可能早已分化为不同亚种。这些数据为我国栉江珧种质资源保护和利用补充了分子生物学资料。     

利用16S rRNA和COI基因序列对三疣梭子蟹不同群体遗传特征的比较分析

采用PCR扩增技术对三疣梭子蟹日本北海道群体、韩国东海岸群体和我国山东即墨市会场村群体3个野生群体的16S rRNA和COI基因片段进行了扩增和测序,分别得到了长度为523和658bp的片段。通过统计变异位点、平均核苷酸差异数和核苷酸多样性指数,分析比较了不同群体间的序列差异和遗传多样性水平。结果显示,我国会场三疣梭子蟹野生群体的遗传多样性水平较低。用MEGA4.0软件中的NJ法构建的分子进化树,基于16S rRNA片段构建的NJ系统树所反映的分类关系与基于COI基因片段构建的系统树并不一致,主要不同在于与日本蟳的分类关系上,基于16S rRNA基因片段构建的NJ系统树显示梭子蟹科的3个属聚为两大支:三疣梭子蟹不同的单倍型先聚在一起,再和梭子蟹属的远海梭子蟹及塞氏梭子蟹聚为一支;而青蟹属的3种蟹先聚在一起,再和日本蟳聚为一支。而基于COI基因片段构建的系统树显示,梭子蟹属先与青蟹属的两种蟹聚为一支,然后再与日本蟳聚在一起。本研究共发现19种单倍型,我国会场群体与日本北海道群体、韩国东海岸群体均有共享单倍型,表明我国会场群体与国外两个野生群体的遗传背景相似。这些资料为我国三疣梭子蟹的种质资源保护和利用提供了基础的分子生物学依据。     

基于COI和16S rRNA基因片段鉴定厦门海域的仔稚鱼

本文基于线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(COI)基因和16S rRNA基因片段对采集于厦门海域的仔稚鱼样品进行种类鉴定,探究其在仔稚鱼种类鉴定中的适用性。研究共获得64条COI基因序列和74条16S rRNA基因序列,通过序列比对,COI基因将仔稚鱼样品鉴定为26个种类,其中19个种类鉴定到种、6个鉴定到属、1个种类仅鉴定到科;16S rRNA基因将仔稚鱼样品鉴定为29个种类,其中23个种类鉴定到种、6个鉴定到属。COI基因的平均种内遗传距离为0.001 5,平均种间遗传距离为0.197 6,16S rRNA基因的平均种内遗传距离为0.000 3,平均种间遗传距离为0.089 2,COI和16S rRNA基因的平均种间遗传距离都为平均种内遗传距离的10倍以上,两者都可以进行有效的仔稚鱼种类鉴定。在基于COI和16S rRNA基因构建的系统进化树上,所有物种都分别单独聚为一支,同一个种类的不同个体都能聚在同一个分支,这些物种均能得到有效区分。以上结果表明,COI和16S rRNA基因均可以实现仔稚鱼的种类鉴定,两种基因结合使用可以提高仔稚鱼种类鉴定的准确性。     

基于线粒体基因组COI和12S rRNA序列的魁蚶中国群体分类学地位研究

东北亚地区不同地理种群魁蚶(Scapharca brouhtonii)的分类学地位仍存在较大争议。为探讨魁蚶中国群体的分类地位,测定了魁蚶中国群体线粒体基因组COI和12S rRNA序列,并从GenBank中下载了蚶科26种贝类的同源序列进行分析。以贻贝科的贻贝(Mytilus edulis)为外群,用邻近法和最大简约法构建了蚶科贝类的分子系统进化树,分析其分子系统进化关系和分类等级。结果显示,魁蚶中国群体的COI和12S rRNA基因的碱基组成、密码子使用率及变异位点等与魁蚶日本群体和粗饰蚶属的Anadara sativa相似,且遗传距离很小,进化树中聚为一支,亲缘关系很近,初步确定魁蚶中国群体的分类地位和魁蚶日本群体一致。本研究结果初步阐明了魁蚶中国群体的分子系统进化地位,有利于掌握魁蚶的遗传背景和资源状况,以应用于自然资源的保护和推动养殖业的发展。     

魁蚶(Scapharca broughtonii)不同地理群体的遗传多样性及种群结构

采用PCR技术扩增了中国山东胶南、长岛、蓬莱、荣成和韩国统营5个地理群体魁蚶(Scapharca broughtonii)样本的COⅠ、12S rRNA、18S rRNA和28S rRNA基因部分序列，分析了魁蚶5个地理群体的遗传多样性和系统进化关系。经测序拼接、剪接后，分别获得67条776 bp的COⅠ序列、72条443 bp的12S rRNA序列、75条909 bp的18S rRNA序列和75条894 bp的28S rRNA序列。序列分析结果显示，5个群体75个个体的COⅠ序列中共检测到466个多态位点，32种单倍型，单倍型多样性指数为0.925，核苷酸多样性指数为0.086；12S rRNA序列中共检测到292个多态位点，43种单倍型，单倍型多样性指数是0.928，而核苷酸多样性为0.0856；在18S rRNA序列中，5个群体都表现出丰富的遗传多样性，共有74种单倍型，909个多态位点，单倍型多样性指数为1.0，核苷酸多样性指数为0.717，其中胶南群体变异位点最多、多样性最丰富；通过对28S rRNA部分序列的分析发现，75个个体共检测到27个多态位点，18种单倍型，单倍型多样性指数为0.778，核苷酸多样性指数为0.289，蓬莱群体多样性最丰富。遗传距离分析结果表明，韩国群体与其他4个群体的遗传距离较大；基于COⅠ序列的系统进化树显示有多个聚群。     

海南三亚斑节对虾野生种群mtDNA 16S rRNA基因和控制区序列的多态性

采用聚合酶链式反应(PCR)技术对海南三亚野生斑节对虾(Penaeus monodon)20个个体的mtDNA 16S rRNA基因和控制区序列进行扩增,PCR产物经纯化后进行测序,得到16S rRNA基因的495 bp的核苷酸序列和控制区序列470 bp的核苷酸片段。用Clustal X软件对16S rRNA和控制区序列进行了比对,通过ARLEQUIN 2000软件对所得线粒体16S rRNA基因片段和控制区序列进行了比较分析。16S rRNA序列检测出17个多态位点,8种单倍型；控制区序列检测出100个多态位点,17种单倍型。该种群16S rRNA序列基因多样度(H)和碱基多样度(π)分别为0．700和0．0045；控制区序列的H和π分别为0．984和0．0480。研究结果表明：16S rRNA序列不适应斑节对虾的种群遗传多样性分析；控制区序列适应斑节对虾种群遗传多样性研究。     

6个不同海域文蛤地理群体的亲缘关系分析

为探究中国辽东半岛海域(辽宁群体)、长江口及其两翼海域(江苏群体)、台湾海峡西部海域(福建群体)、珠江口及其两翼海域(广东群体)、北部湾海域(广西群体)以及日本伊势湾海域(三重群体)6个不同海域文蛤(Meretrix meretrix)地理群体的亲缘关系,采用18S rRNA基因、线粒体细胞色素氧化酶c亚基Ⅰ(COⅠ)及16S rRNA基因3种分子标记进行序列测定与分析。测序结果显示,3种基因序列长度分别在1 854、658、596 bp左右;18S rRNA基因碱基组成无偏异,序列较为保守;COⅠ与16S rRNA基因A+T平均含量明显大于G+C含量,符合线粒体基因组成特征。通过Meg Align软件比对6个地理群体文蛤,序列相似百分比分别为99.7%~100.0%(18S)、91.7%~99.8%(COⅠ)、90.2%~99.8%(16S),其中三重文蛤序列差异最大;以文蛤属的帘文蛤(Meretrix lyrata)作外群,采用MEGA 5.03软件中相邻连接法(NJ)构建系统发育树显示,我国沿海5个文蛤群体聚为一枝且与日本三重文蛤分开,自展值分别为67%(18S)、99%(COⅠ)、98%(16S);我国沿海5个文蛤群体中,辽宁、江苏、福建文蛤群体首先聚在一起,其次是广西文蛤群体,最后是广东文蛤群体。研究结果表明,辽宁、江苏、福建文蛤群体同源性较高,亲缘关系最近;广西文蛤群体、广东文蛤群体与我国其它文蛤群体间遗传差异较大,地理遗传分化明显;而日本三重文蛤与我国沿海文蛤可定为文蛤的2个地理亚种。     

中华虎头蟹线粒体16S rRNA和 COⅠ基因的序列比较及其系统进化分析

为研究中华虎头蟹野生群体的种质资源及遗传多样性状况,采用PCR扩增获得中华虎头蟹线粒体DNA的16S rRNA和COⅠ基因片段,分别对其进行序列比较及系统进化分析。16S rRNA和COⅠ基因片段的A+T平均含量分别为67.7%和61.4%,A+T含量显著高于G+C含量。长度为515 bp的16S rRNA基因片段共检测出单倍型4种,多态性位点4个,均为单一变异位点;长度为653 bp的COⅠ基因片段共检测出单倍型11种,多态性位点23个,其中简约信息位点5个和单一变异位点18个。COⅠ基因片段比16S rRNA基因片段具有较大的变异,更适于中华虎头蟹种群的遗传多样性分析。基于16S rRNA和COⅠ基因片段的遗传距离与系统进化分析结果一致,表明中华虎头蟹与梭子蟹科的蟹类亲缘关系最近,方蟹科与沙蟹科的蟹类聚为一支,与传统分类结果基本一致;而脊椎动物2个基因片段的系统进化分析结果不一致。根据16S rRNA基因片段的遗传距离推测出4科7种蟹的大致分化时间发生在古新世至始新世。     

4种河蓝蛤线粒体COI和16S rRNA基因序列的种间遗传分析

对光滑河蓝蛤Potamocorbula laevis、黑龙江河蓝蛤P.amurensis、焦河蓝蛤P.ustulata、红肉河蓝蛤P.rubromuscula4个野生种共40个个体的线粒体COI和16SrRNA基因片段进行了扩增和测序,经过筛选和剪切,得到长度为650bp和450bp的片段。序列分析显示,序列的碱基组成中G+C含量较低,16SrRNA基因种间和种内的变异较低,COI基因片段种内和种间的变异较高。以沙海螂Mya arenaria为外群,用MEGA 4.0软件中的NJ法构建了系统进化树,通过遗传距离和系统进化树可以看出,4种河蓝蛤未能达到不同种之间显著的遗传分化。     

南极鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

本文采用COI基因兼并引物对15种36个南极鱼类DNA进行扩增测序,并结合Gen Bank已有序列进行联配分析,对南极鱼2科22属43种共97条COI基因片段(539 bp)进行序列比较和系统发生关系研究,探索了DNA条形码技术在辅助鱼类物种鉴定和分类中的适应性与可行性。结果分析表明,43种南极鱼科和鳄冰鱼科的鱼类COI基因的平均碱基组成为T:31.9%、G:18.3%、A:22.2%和C:27.6%,具有明显的碱基偏倚性。南极鱼类的种间平均距离为0.157,种内平均遗传距离为0.002,种间平均遗传距离是种内平均距离的79倍;系统分析结果显示,除南极小带腭鱼(Cryodraco antarcticus)和罗斯海小带腭鱼(Cryodraco atkinsoni)外,其余的鱼类皆能够形成独立的分支,且与形态学分支一致。由此可见,DNA条形码对南极鱼亚目鳄冰鱼科和南极鱼科鱼类能够进行有效的物种鉴定,基于COI基因所建的NJ(neighbor-joining)树对物种分类具有较为准确的辨识力。系统发生关系表明,DNA条形码可以对除南极小带腭鱼(Cryodraco antarcticus)和罗斯海小带腭鱼(Cryodraco atkinsoni)外的南极鱼物种进行鉴定,不仅可以作为形态学的辅助手段为南极鱼分类系统的必要补充和佐证,并且可以用于探讨南极鱼类近缘种的系统发育关系。     

Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) as a tool for the characterisation of Brachionus sp. strains

Many zooplanktonic organisms, like the cyclic parthenogenetic rotifer Brachionus plicatilis (Rotifera: Monogononta), are actually a complex of species and biotypes with a high degree of morphological similarity (i.e. cryptic species). Various phylogenetic studies with molecular markers (e.g. ITS1 and COI) on wild Brachionus populations described the presence of at least nine genetically divergent Brachionus species and biotypes. Because different studies found evidence that these cryptic species and biotypes differ significantly in ecological preferences and thus probably behave differently in response to rearing conditions in the hatchery, questions rise on the actual identity of the rotifer strains used in aquaculture, where Brachionus discrimination is still based on morphology. This study is a part of an investigation of the genetic make-up of strains used in hatcheries, aquaculture research institutes and laboratories, and describes the rapid and sensitive PCR-DGGE method for the detection of Brachionus species and biotypes based on nucleotide sequence variation within the mitochondrial 16S rRNA gene. Considerable genetic diversity was found, albeit smaller within hatcheries than within laboratories and aquaculture research institutes. All 16S haplotypes produced an unambiguous DGGE fingerprint out of which a database was constructed.     

基于线粒体COI与16S rRNA基因序列探讨贻贝属的系统发育

比较分析了贻贝属5个种的线粒体DNA COI及16S rRNA基因片段序列,确定了贻贝属的系统进化关系。以翡翠贻贝（Perna viridis）和条纹隔贻贝（Septifer virgatus）为外群,基于距离法（NJ）、最大简约法（MP）、最大似然法（ML）、贝叶斯演绎法（BI）及贝叶斯联合模型分析法构建分子系统树。系统发育分析结果表明,5种贻贝[Mytilus edulis,紫贻贝（M.galloprovincialis）,盖勒贻贝（M.trossulus）,厚壳贻贝（M.coruscus）,加州贻贝（M.californianus）]在系统树上聚为2支。加州贻贝最为原始,厚壳贻贝次之。其中,紫贻贝和M.edulis具有很近的亲缘关系,而厚壳贻贝和加州贻贝的亲缘关系近。研究结果为贻贝属物种进化、迁移及其育种研究提供了理论基础。     

中国近海11种鳀科鱼类分子系统发育的初步研究

以鳀科鱼类为研究对象,分析其线粒体16S rRNA基因片断序列,探讨了5属11种中国鳀科鱼类的亲缘关系。得到16S rRNA可比序列长度为472~501 bp,共存在20个插入/缺失,125个变异位点。总体上看,序列中转换多于颠换,转换/颠换之比为1.4。根据16S rRNA基因片段差异计算的种间遗传距离从0.22%(黄吻棱鳀和中颌棱鳀,刀鲚和凤鲚)到18.54%(长颌棱鳀和康氏侧带小公鱼),以金色小沙丁鱼作为外群构建的系统树,棱鯷属依次与鲚属、黄鲫属相聚,再与棱鳀属的赤鼻棱鳀相聚;最后与鳀属和侧带小公鱼属形成的分支相聚。赤鼻棱鳀自成单独的一支,建议将赤鼻棱鳀从棱鳀属中划分出来。     

4种海参16SrRNA和COI基因片段序列比较及系统学研究

采用PCR技术对来自山东荣成、长岛、俄罗斯和日本的刺参(Apostichopus japonicus),来自澳大利亚的黄乳海参(Holothuria fuscogilva),来自冰岛的北大西洋瓜参(Cucumaria frondosa)和来自福建的二色桌片参(Mensamaria interce-dens)的16SrRNA和COI基因片段进行了扩增和测序,分别得到了长度约为500bp和540bp的片段。通过统计变异位点、平均核苷酸差异数和核苷酸多样性指数进行基因序列变异分析。结果表明,根据16SrRNA、COI基因片段进行刺参种内差异比较时,长岛和荣成刺参序列差异最小,和日本刺参序列差异最大;刺参和其他科3种海参种间的序列差异远远高于刺参种内差异。从GenBank中选取7条海参序列与本研究所测序列一同构建了NJ和ME系统树。根据2种基因片段的系统学分析均表明,刺参属和拟刺参属亲缘关系很近,可能有共同的起源。而海参科未与同属于楯手目(Aspidochirolida)的刺参科聚类,而与枝手目瓜参科和沙子鸡科聚为一支,与形态学的分类不一致。     

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。     

广西钦洲湾养殖牡蛎线粒体16S rRNA基因片段序列变异分析

采用PCR技术对广西钦洲湾水域的养殖牡蛎(传统上被认为是近江牡蛎Crassotea ariakensis Fujita)群体26个个体的线粒体DNA16SrRNA基因片段序列进行扩增，获得了大约500bp的扩增产物。PCR产物经纯化后进行序列测定，经同源排序，得到415bp可供分析的核苷酸片段。26个个体中共检测到18个变异位点，包括1个碱基插入／缺失、11个转换位点及6个颠换位点。共有6种单倍型，这6种单倍型又分为2大类单倍型。运用MEGA软件计算出不同个体间的遗传距离，并构建了UPGMA和NJ系统树。26个个体聚成明显的2支，一支有19个个体，占73．08％；另一支有7个个体，占26．92％；2支间序列差异为3．54％。据此得出结论：钦洲湾养殖牡蛎应存在两大种群或是2个亚种，其差异是否到了种间的分界限，还需进一步研究证实。