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。     

利用DNA条形码COI基因分析我国重要贝类系统进化关系

DNA条形码旨在通过PCR技术获得一段DNA序列,在物种水平上对现存生物类群和未知生物材料进行识别和鉴定。线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)基因是常用DNA条形码基因之一,为研究COI基因作为DNA条形码在贝类系统进化中的评估效果,本文利用PCR技术扩增获得了60个贝类物种的353条COI基因序列,通过聚类法构建了neighbor-joining(NJ)进化树,同时还对7个物种不同地理群体的遗传进化情况进行了分析。结果表明,选用的COI基因引物在大多数贝类中通用性较强,除在珍珠贝目中的扩增效率只有10%以外,在整个研究中扩增效率达到82.7%;60个物种中除太平洋潜泥蛤(Panopea abrupta)、沼蛤(Limnoperna fortunei)和魁蚶(Scapharca broughtoni)等8个物种在进化树中的进化地位与传统系统分类具有一定差别外,其他物种的聚类关系与传统分类基本一致;对7个物种、共26个地理群体的聚类分析发现,COI基因基本能对同一物种的不同地理群体进行聚类,只有极个别群体或群体中的某个个体存在聚类混乱现象。综上所述,COI基因在一定程度上适用于贝类物种鉴别和系统发育研究,丰富了COI基因在物种鉴别应用中的科学数据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

海地瓜的分子分类学研究

应用分子系统发育学的方法, 以浙江沿海一海地瓜的18S rDNA和COI片段序列为分子标记,自行设计引物,进行了克隆, 结合来自GenBank 中10种海参的18S rDNA和COI 同源序列, 用邻接法和最大简约法构建系统进化树,并结合形态学特征对它们的分类地位进行了探讨.初步分析结果,基于此海地瓜的各形态学的研究,可以认为它属于海参纲芋参目;鉴于18S rDNA基因的分析,此海地瓜与拟刺参遗传距离为0.017亲缘关系非常近,可以认为它属于海参纲;从COI基因的角度分析,它虽然与怀玉参在系统树上聚成一枝,但支持率很低;仅为49%,遗传距离比较大,为0.223,不足以作为分析的依据.     

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。     

鲳亚目鱼类线粒体16S rRNA基因序列变异及其分子系统进化关系

为探讨鲳亚目鱼类的系统进化关系,通过测定中国沿海8种鲳亚目鱼类的线粒体16SrRNA基因部分序列,并结合GenBank上其他鲳亚目鱼类的同源序列,对其序列变异和分子系统进化树进行分析.结果表明,鲳亚目5科13属32种鱼类的16S rRNA基因序列的碱基组成为T 22.2％、C 24.5％、A 30.0％、G 23.3％;科间遗传距离为0.060～0.120,属间遗传距离为0.009 ～0.125,种间遗传距离为0.000 ～0.163;长鲳科位于系统进化树的基部,鲳科的鲳属处于系统进化树的顶端,无齿鲳科、方尾鲳科、双鳍鲳科与鲳科的低鳍鲳属和真鲳属聚类.结合形态学研究结果,认为:长鲳科是鲳亚目中最先分化的原始单系群;无齿鲳科和方尾鲳科为单系群,它们与非单系群的双鳍鲳科有较近的亲缘关系;鲳科为并系群,内部存在与地理区系相对应的2个分支,提示了该科鱼类早期的分化模式.同时,也对16S rRNA基因在鲳亚目鱼类系统进化研究中的适用性进行了剖析.     

不同DNA条形码基因在帘蛤目贝类分类鉴定中的比较分析

DNA条形码基因已经广泛应用在海洋贝类的分类鉴定、系统发育进化、种群遗传分析等领域的研究。为进一步研究评估不同DNA条形码基因在海洋贝类鉴定中的作用,本研究利用从Gen Bank数据库随机下载的帘蛤目COI、16S r RNA、18S r RNA和28S r RNA基因序列,通过传统距离法和单系聚类法结合分析,比较了上述DNA条形码基因在鉴定物种及系统发育进化中的鉴定效率,并以本实验室已获得的部分贝类DNA序列进行了验证。结果表明,根据"10倍法则"和"2%"阈值标准,本研究中COI能够鉴定57.1%物种,16S r RNA能够鉴定60.9%,18S r RNA鉴定16.7%,而28S r RNA无法有效鉴定;多数种COI和16S r RNA基因序列的种间遗传距离和种内遗传距离存在"条形码间隙",而18S r RNA和28S r RNA序列的种间和种内的遗传距离存在显著重叠,没有明显"条形码间隙";聚类分析结果表明,基于COI基因序列,87.9%的个体与同种聚为单系,以16S r RNA序列,65.6%的个体与同种聚为单系,未聚成单系的个体则形成姐妹系,未出现不同种聚为单系现象,能够呈现与形态分类基本一致的系统发生关系;但18S r RNA和28S r RNA呈现的聚类关系相对混乱。相对而言,在鉴定帘蛤目物种时,COI和16S r RNA都能够作为条形码基因,且COI有效性更高,18S r RNA和28S r RNA基因由于种内变异较大,不适于作为条码基因。研究结果为科学选用DNA条形码基因进行帘蛤目贝类的鉴定提供了参考资料。     

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。     

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。     

DNA条形码在鰤属鱼类物种鉴定和系统进化分析中的适用性

为了探讨线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ、Ⅱ(COⅠ、COⅡ)和16SrRNA基因在鰤属鱼类物种鉴定和群体划分中的适用性,在黄条鰤(Seriola lalandi)、高体鰤(Seriola dumerili)、五条鰤(Seriola quinqueradiata)等鰤属鱼类中克隆了 3种基因,并进行序列比对与系统进化分析....     

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。     

基于12SrRNA和ND3基因序列分析巨[鱼丕]遗传多样性及系统进化

为从分子水平研究巨[鱼丕](Bagarius yarrelli Sykes)的遗传多样性和系统进化关系,本实验对采集于怒江、澜沧江、元江3河流5种群中的60个个体进行12S rRNA和ND3基因序列的PCR扩增,同时与红河河口群体12个个体的12S rRNA和ND3基因序列进行比对分析,采用Mega5.02软件对碱基组成、Kimura-2 parameter遗传距离、可变位点等进行分析。应用DnaSP软件进行遗传多样性相关参数的计算。结果显示:12S rRNA和ND3基因序列长度分别为954 bp和346 bp(349 bp),分别定义了51个单倍型和42个单倍型,12S rRNA和ND3序列中的碱基平均含量分别为:T为20.8%、C为25.7%、A为32.1%、G为21.4%和T为29.5%、C为28.2%、A为28.1%、G为14.1%,表现出明显的A+T偏倚性;6个群体的群体内和群体间的遗传距离分别为0.003~0.284(12S rRNA),0.009~0.059(ND3)和0.004~1.062(12S rRNA),0.008~0.143(ND3);12S rRNA基因的51个单倍型和ND3基因的42个单倍型序列总的单倍型多样性(Hd)、核苷酸多样性(Pi)及核苷酸平均差异数(K)分别为0.972和0.937、0.035和0.079、31.414和27.176,均显示出丰富的遗传多样性。结合从GenBank中下载的12S rRNA和ND3基因同源序列的[鱼丕]科9属10种鱼类进行系统发育树的构建,结果表明巨[鱼丕]独自汇聚成一大单系群,怒江潞江坝群体、怒江三江口群体及澜沧江临沧群体间关系较近,澜沧江景洪群体可单独构成一个单系种群,红河河口群体、红河曼耗群体与其它巨[鱼丕]构成一单系种群后再同澜沧江景洪群体汇聚成一支。     

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。