家猪线粒体DNA多态性分析

线粒体DNA作为分子标记已广泛应用于各个研究领域,并取得了许多有价值的成果。文章综述了动物线粒体DNA的结构特征、遗传特征及线粒体DNA多态性的研究方法,并概述了家猪线粒体DNA(mtDNA)的一些特点,着重讨论了家猪mtDNA多态性的最新研究领域成果,详细地论述了mtDNA多态性在家猪的起源、进化、分类以及群体遗传结构分析等方面的应用,旨在为今后开展家猪的繁殖、育种工作提供一些有益的帮助。     

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。     

基于3种线粒体基因的珠母贝属系统进化关系

为了研究珠母贝属的分类地位和系统演化情况,通过聚合酶链式反应技术(PCR)扩增并直接测序出雷州半岛珠母贝属中的马氏珠母贝、大珠母贝、珠母贝、斑珠母贝和黑珠母贝的3种线粒体基因(12S r RNA、16S r RNA和COⅠ)部分序列,分析其碱基组成和种间遗传距离。同时结合Gen Bank上发表的白珠母贝序列,构建珠母贝属的分子系统树。结果显示,5种珍珠贝的3种基因部分序列碱基AT含量大于GC含量,与其他无脊椎动物线粒体DNA序列基本一致,序列都处于高度饱和的状态。系统分析显示,构建的分子系统树与传统的形态分类基本一致。在黑珠母贝和白珠母贝亲缘关系上,3种线粒体DNA片段在碱基组成、种间遗传距离和系统进化树上都显示黑珠母贝和白珠母贝非常相近,可以认为是同一种中的2个亚种。在斑珠母贝的亲缘关系上,系统分析显示斑珠母贝与黑珠母贝和白珠母贝更为接近。研究表明,大珠母贝和珠母贝在系统进化中较早的分离出来,是一个比较原始的种类。3种分子标记对马氏珠母贝亲缘关系分析上存在一定差异,根据现有的数据尚不足以得出结论,需进一步做分子系统研究并结合形态特征和解剖结构进行分析。     

基于COⅡ基因序列的中国近海12种蛸亚科动物的分子系统进化研究

为探讨我国近海蛸亚科(Octopodinae)动物的系统进化关系,本研究通过PCR扩增得到了东海区蛸亚科2属12种蛸类的线粒体COⅡ基因部分序列。纯化后测序,利用多个生物软件对序列变异和碱基组成进行分析。Kimura双参数法计算遗传距离,并结合GenBank上相关头足类同源序列构建NJ、UPGMA系统树。结果表明,蛸类COⅡ基因符合一般线粒体基因A+T含量较高的特点,有较为明显的反G偏倚。其变异位点较多的集中在第三位,编码的氨基酸序列变异位点较少。遗传距离分析表明,所得物种的遗传距离介于0.000与0.232 3之间,且大多位于0.140 0~0.200 0之间。聚类分析表明,所研究蛸类被明显地聚为两大类,即以真蛸为代表的长腕类和以砂蛸为代表的短腕类,证明了蛸属的非单系性。探讨了部分蛸类的分类地位,并就COⅡ基因在头足类系统进化研究的应用潜力进行了剖析。     

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。     

中国近海习见头足类DNA条形码及其分子系统进化

应用DNA条形码通用引物扩增了11种中国近海习见头足类(Cephalopoda)共计97个个体的线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(Cytochrome Coxidase I,COI)基因片段,与GenBank收录的19种95条头足类同源序列进行比对.结果表明,头足类COI基因存在碱基插人缺失现象,杜氏枪乌贼(Uroteuthis duvauceli)插人缺失位点数多达33个;碱基组成偏倚明显,A+T含量(66.70%)显著高子G+C(33.30%)含量.基于Kimura双参数模型计算,29个物种的种内平均遗传距离为0.0072,种间平均遗传距离(0.20-2 4)是种内遗传距离的28.11倍.针对剑尖枪乌贼(Loligo edulis,Uroteuthis edulis,Photololigo edulis)分类和命名的分歧,DNA条形码分类结果显示,该物种与枪乌贼属(Loligo)和尾枪乌贼属(Uroteuthis)的COI基因同源性较低,不支持将其划归到Lolig.或Uroteuthis.近爱尔斗蛸属(Pareledone)6个代表物种的种间遗传距离较小(0.0120-0.0385),对于此类变异程度较低的物种,DNA条形码仍可准确区分,但其种间遗传距离的阈值尚待深人探讨.系统发育树的聚类分析结果表明,COI基因在种、属水平的分类鉴定及其系统进化关系与传统方法所得结果一致性较高,分别为100%,91.67%;科、目水平的一致性略低,分别为80%和66.67%.可见,线粒体COI基因作为头足类DNA条形码在物种鉴定中适用性较高,亦适用于种属水平的系统进化分析,是形态学分类系统的必要补充和佐证.     

中国沿海紫蛤属的系统发育

紫蛤属(Sanguinolaria)贝类具有很高的经济价值,长期以来却存在着物种鉴定错误、种名使用混乱、同物异名等一系列问题,关于其系统分类和演化问题的研究较少。为探究中国沿海紫蛤属的系统发育关系,本研究利用两个线粒体基因(COI和16S rRNA),以及两个核基因(H3和28S rRNA)的部分序列,对采自中国沿海紫蛤属3亚属9种紫蛤61个个体进行系统发育分析。基于4个基因片段联合数据集T12(剔除COI第三位密码子位置)构建系统发育树。结果表明,两个线粒体基因片段GC含量明显低于AT含量,表现出对AT偏斜,两个核基因表现出对GC的偏斜。4个基因片段(COI、16S rRNA、H3和28S rRNA)的颠换与转换比值分别为5.073、3.042、1.564和1.480,均远高于系统分析的临界值0.4,能够提供有效的系统发育信息。基于4个基因片段的遗传多样性分析表明,9种紫蛤均具有较高的核苷酸多样性(Pi0.05)与单倍型多态性(Hd0.5)。基于COI基因片段的紫蛤属种内遗传距离为0~0.016,种间的平均遗传距离为0.087~0.331,其中卵紫蛤(Sanguinolaria ovalis)与中国紫蛤(Sanguinolaria chinensis)遗传距离最小,仅为0.087。利用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)构建的系统发生树拓扑结构一致,分化为3大支,与形态学分类的三个亚属分别对应。中国紫蛤和卵紫蛤在系统树上首先聚为一支,表明其亲缘关系最近。本研究结果阐明了中国沿海紫蛤属贝类的遗传多样性及其系统演化关系,为紫蛤属贝类种质资源的保护及可持续利用提供了科学依据。     

仿刺参线粒体全基因组序列结构及比较研究

利用已构建的仿刺参cDNA文库得到的线粒体DNA(mtDNA)相关基因序列设计扩增引物,测定了大连仿刺参线粒体基因组全序列,并对其进行了基因构成和进化分析。仿刺参线粒体基因组序列长16 109bp,其基因构成与其他后口动物基本一致,包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和3个主要的非编码区。在其37个基因中,ND6、tRNASer(AGN)、tRNAGln、tRNAAla、tRNAVal、TrnaAsp位于L链上,其余均位于H链上。在13个蛋白质编码基因中,除ND1的起始密码子为GTG外,其余均以ATG作为起始密码子;除Cytb以"T"作为终止密码子外,其他蛋白质基因均具有完全的终止密码子,且在已知的棘皮动物线粒体蛋白质基因中,部分基因的起始和终止密码子表现出一定的纲内特异性。比较分析了大连、青岛、威海仿刺参线粒体基因组,三者的基因组成和排列相同,碱基组成相近,蛋白质编码基因的起始和终止密码子完全一致,但存在核苷酸和氨基酸序列的差异。三者的控制区序列存在多个插入/缺失和SNP位点。根据COI、Cytb和ND4计算了三者之间的遗传距离为0.006～0.018,遗传距离分析和系统进化关系分析都显示青岛仿刺参和威海仿刺参的关系较大连仿刺参更近。     

苏丹鱼染色体核型及系统进化分析

鱼类染色体核型和系统进化分析在鱼类种质资源保护和利用等方面发挥着重要作用,为丰富苏丹鱼(Leptobarbushoevenii)种质资源研究内容,本研究以苏丹鱼为研究对象,采用染色体冷滴片制备法分析了染色体核型特征,运用线粒体16S rRNA基因序列比对分析了其系统进化关系,探讨了鲃亚科鱼类种属间亲缘关系。染色体核型分析结果显示:苏丹鱼二倍体的染色体数为2n=50,其中包含中部着丝粒染色体(m)8条、亚中部着丝粒染色体(sm) 14条、亚端部着丝粒染色体(st) 2条和端部着丝粒染色体(t) 1条,核型公式为2n=16m+28sm+4st+2t,染色体臂数(NF)为94。14种鲃亚科鱼类的线粒体16SrRNA基因比对分析结果表明:鲃亚科鱼类的种间遗传距离为0.016～0.134,平均遗传距离为0.074;苏丹鱼与粗须白甲鱼(Onychostomabarbata)的种间遗传距离最大(0.134),与泰国短吻鱼(Sikukiastejnegeri)的种间遗传距离最小(0.090);系统进化关系结果显示:苏丹鱼位于进化树的基部,与四须鲃属亲缘关系较近。本研究结果可为苏丹鱼种质资源鉴定、品种改...     

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。     

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。     

东海常见鲳属鱼类的形态差异及系统进化关系探讨

应用多变量形态度量学方法研究了鲳属中常见鱼类银鲳、翎鲳和中国鲳的形态差异,同时对3种鲳鱼线粒体DNA 16S rRNA基因序列差异进行了分析,并根据3种鲳鱼的形态和分子数据对其系统进化关系进行了探讨.聚类分析表明,银鲳和翎鲳形态较为相似,而与中国鲳形态差异较大.判别分析表明,3种鲳鱼形态上存在着明显差异,利用4个形态参...     

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。     

粤东海域褐菖鲉种群线粒体DNA控制区序列变异及其在平鲉亚科中的分类地位

对捕自粤东海域的47尾野生褐菖鲉Sebastiscus marmoratus线粒体DNA控制区序列进行了扩增和序列变异分析,并结合GenBank中10种其他平鲉亚科的同源序列,分析了平鲉亚科的分子系统。结果表明,所获序列长度在538～544bp之间,具69个碱基替换位点和36个插入/缺失位点;控制区碱基组成中,A、T、C、G含量分别为34.5%、29.0%、15.8%、20.7%。共检测到38个单倍型。该种群的单倍型多样度(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.978和0.0192。以鲉亚科棘鲉Hoplosebastes armatus作为外群构建的分子系统树显示,褐菖鲉为11种平鲉亚科中较早分化出的种,位于进化树的基部;平鲉亚科为单系群,分为4个分支,分别为平鲉属Sebastes、菖鲉属Sebastiscus、眶棘鲉属Hozukius和无鳔鲉属Helicolenus,与传统的分类地位一致。研究结果表明,控制区序列不仅适合褐菖鲉种群遗传多样性研究,同样也适合分子系统发育研究。     

5种经济海胆线粒体16SrRNA基因片段的序列分析

对光棘球海胆、中间球海胆、马粪海胆,海刺猬和紫海胆线粒体DNA 16SrRNA基因片段进行了PCR扩增和测序,得到395 bp的可信片段。通过ClustalX 1.83和Mega 3.0软件对所得线粒体16SrRNA片段序列进行比较,共检测到118个碱基变异,其中简约信息位点为33个。应用Mega 3.0计算各种间的相对遗传距离,以糙海参为外类群,得到NJ系统树和MP系统树,系统树各分支的置信度由“Bootstrap”1000次循环检验。结果表明,马粪海胆与光棘球海胆的亲缘关系较近,其次为中间球海胆,而紫海胆、海刺猬与这3种海胆的关系相对较远。     

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。     

3种白鲑线粒体细胞色素b和16S rRNA基因片段序列分析

对黑龙江水域的乌苏里白鲑(Coregonus ussuriensis)和由俄罗斯引种的贝加尔凹目白鲑(C.autumnalis migrato-rius)和高白鲑(C.peled)的线粒体细胞色素b(Cytb)和16S rRNA基因片段进行了扩增和序列测定,分析比较了3种白鲑间的序列差异。在402 bp的Cytb基因片段中,3个乌苏里白鲑个体中出现了2种单倍型,种内个体间有2个碱基的差异,而贝加尔凹目白鲑和高白鲑的个体各出现1种单倍型;在577 bp的16S rRNA基因片段中,3个乌苏里白鲑个体出现了2种单倍型,种内个体间存在1个碱基的差异,而贝加尔凹目白鲑和高白鲑2个种的序列完全相同。研究结果表明,Cytb基因适用于白鲑的分子系统发育研究。基于Cytb基因片段序列,利用Kimura-2模型构建的NJ树表明:乌苏里白鲑与贝加尔凹目白鲑亲缘关系较近;乌苏里白鲑与贝加尔凹目白鲑和高白鲑的分歧时间分别约为62.5万年和152万年,在更新世。[中国水产科学,2007,14(1):8-14]