鲿科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究

鲿科鱼类是一类高度多样化的类群,一些具有高度相似特征的物种难以通过形态进行识别,系统分类关系混乱,因此,选择一种更为有效、便捷的鱼类鉴定和分类方法十分必要。对5属36种共214条鲿科鱼类线粒体COⅠ基因序列进行分析,结果表明:36种鲿科鱼类的种内和种间平均遗传距离分别为0.016和0.158,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的9.875倍;大多数鲿科鱼类的种内遗传距离小于种间遗传距离,在种内、种间重叠较少,能形成的一定的DNA条形码间隙。ABGD结果将36个物种定义为25个运算分类单元,运算分类单元的划分与距离法结果大体一致,种间遗传距离较小的物种被划分为同一个运算分类单元,种内遗传距离较大的物种分化为多个运算分类单元。聚类树结果显示:黄颡鱼属、拟鲿属和■属的鱼类聚成一大支;鳠属和半鲿属中各有1个物种聚类到对方的分支中,这两属之间存在不完全的谱系分选。在本研究中,DNA条形码在大部分鲿科鱼类中能进行有效的鉴定,但对一些近缘种,条形码鉴定存在局限性,同时,COⅠ条形码也阐明了鲿科鱼类的系统进化关系,可为鲿科物种的系统分类提供科学依据。     

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。     

南极鱼亚目鱼类DNA条形码及分子系统学

以南极海域“南极海洋生物资源养护委员会”(the Commission for the Conservation Antarctic Marine Living Resources, 简称 CCAMLR) 48.1、48.2 和 48.3 亚区的南极磷虾(Euphausia superba)渔业兼捕所得 97 份南极鱼样品为研究对象, 经形态学特征分析和 DNA 条形码将其鉴定为南极鱼亚目 4 科 17 属 17 个有效种, 其中依据形态学特征只鉴定出 6 个物种, 其余 11 个物种则依据 DNA 条形码得到准确鉴定。可见, 在形态学鉴定经验不足或样品形态不完整的情况下, DNA 条形码可以有效的实现物种鉴定。继而, 分析了南极鱼类 97 条 DNA 条形码的碱基组成特征, 发现 GC 含量第一密码子最高且第二密码子最低可能为南极鱼亚目类群的特有现象, 但其生物学意义尚有待于进一步研究。将本研究采集的南极鱼亚目 17 种鱼类与 BOLD 筛选的 64 种鱼类的 DNA 条形码合并, 构建了南极鱼亚目 4 科 39 属 81 种鱼类的系统关系树, 这是迄今为止包含种类最多的南极鱼亚目鱼类分子鉴别和系统进化关系分析。遗传距离和系统关系树分析进一步证明 DNA 条形码对于南极鱼类物种鉴定的适用性与可行性, 另外还发现南极鱼亚目鱼类的个别物种其分子系统关系与形态学分类地位不一致。本研究结果证实了 DNA 条形码技术对南极鱼亚目分类群的识别效率, 弥补了传统形态学鉴定方法的局限和不足, 丰富了南极鱼类 DNA 条形码数据库, 为南大洋鱼类多样性与适应性进化研究奠定基础, 同时为南极渔业资源保护和可持续开发利用提供科学依据。     

黄渤海虾虎鱼DNA条形码分类体系构建

虾虎鱼(Gobiidae)是海洋底层食物链中的关键环节, 在生态系统的物质循环和能量流动中发挥重要作用。因虾虎鱼种类繁多、分布广泛、体型较小, 加之形态上存在不同程度的特化, 对形态学分类鉴定带来极大挑战。本研究对采自黄渤海的 73 尾虾虎鱼成鱼和幼鱼样本分别进行了形态学鉴定和 DNA 条形码分析, 依据形态学分类特征, 鉴定出 9 属 12 种; 而运用 DNA 条形码技术, 共鉴定出 13 种, 隶属于虾虎鱼科 10 属。可见, 在形态学鉴定经验不足或幼鱼形态学特征不明显的情况下, DNA 条形码可以有效地实现物种鉴定。同时, 系统整理了黄渤海虾虎鱼科记录种名录, 共计 29 属 47 种。依据物种名录, 从 BOLD 及 NCBI 数据库中筛选并下载了 18 属 29 种虾虎鱼科鱼类的 DNA 条形码, 与本研究鉴定出的 10 属 13 种虾虎鱼类合并分析, 构建了虾虎鱼科 26 属 42 种鱼类的系统关系树, 覆盖了黄渤海虾虎鱼科 89.36%的记录种, 通过对虾虎鱼科鱼类的分子系统发育关系与形态学分类地位进行确认和修订, 初步建立了黄渤海虾虎鱼科 DNA 条形码分类体系。本研究结果证明了 DNA 条形码技术对虾虎鱼物种具有较高识别效率, 有效弥补了传统形态学鉴定方法的缺点和局限, 丰富了虾虎鱼 DNA 条形码数据库, 完善了虾虎鱼 DNA 条形码分类体系, 为虾虎鱼的保护生物学、进化生物学及生物地理学等研究提供了科学依据。     

DNA 条形码在鲱形目鱼类物种鉴定和系统进化分析中的应用

采用PCR特异性扩增获得中国近海鲱形目(Clupeiformes)2科6属7种的48条线粒体COI基因序列,结合从Gen Bank筛选出的4科40属83种的COI基因序列225条,对鲱形目鱼类的COI条形码基因特征、种内与种间遗传距离及其分子系统进化关系进行了分析,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。结果表明,4科41属90种273条COI基因序列的平均碱基组成为T:28.3%、C:28.3%、A:24.2%、G:19.2%,碱基组成表现出明显偏倚性。鲱形目鱼类种间的平均遗传距离为0.131,种内平均遗传距离为0.003,种间距离为种内距离的41倍;系统学分析结果显示,97.8%的鱼类在系统进化树上均为单系。可见,鲱形目鱼类DNA条形码符合物种鉴定的要求,且基于COI基因所建的NJ树对物种分类具有较为准确的辨识力。系统进化分析结果表明,COI基因不仅能够解决低阶分类单元的系统进化关系,对于高阶分类单元的系统分析研究结果也有一定参考价值。     

山东近海习见鱼类DNA条形码及其电子芯片分析

从GenBank下载到13目50科73属77种山东近海鱼类的线粒体细胞色素c氧化酶I(CO I)序列,通过分析其遗传距离及系统进化,并基于CO I序列筛选物种特异性探针来分析DNA芯片技术在进行物种鉴定时的可行性。结果表明,在CO I基因DNA条形码的分析中,77种鱼类的种间遗传距离(平均0.117)明显大于种内遗传距离(平均0.0034),且每个物种的不同个体在进化树上都能聚在一起,提示DNA条形码能全部区分77个物种;根据CO I基因设计的用于芯片的特异性探针中,77个物种最终有64个可以筛选出物种特异性探针,占总物种数的83.1%,本研究旨在为山东近海鱼类物种鉴定提供了技术支持。     

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。     

鳅科鱼类DNA条形码分析及泥鳅和大鳞副泥鳅的分子鉴定

采集了23种鳅科鱼类89尾个体的线粒体COI基因5端序列,分析了碱基组成以及不同鳅科鱼类之间的种间遗传距离和种内遗传距离。结果显示,鳅科鱼类的种间遗传距离显著大于种内遗传距离,表明以COI作为鳅科鱼类DNA条形码进行品种鉴定具有一定的可行性。在建立鳅科鱼类DNA条形码的基础上,设计了主要物种泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)特异性引物,结果显示,该引物具有较高的特异性和灵敏度,能够实现对泥鳅、大鳞副泥鳅及其混合样品的物种鉴定。     

线粒体COI基因条形码在鲿科鱼类物种鉴定中的应用

为了探讨线粒体COI基因作为DNA条形码在中国鲿科(Bagridae)鱼类物种鉴定中的有效性,以及系统发育中的适用性,本研究对4属11种鲿科鱼类进行PCR扩增,获得48条线粒体COI基因序列,同时从Gen Bank筛选获得8种鲿科鱼类的12条COI基因序列进行分析。19种鲿科鱼类的COI基因序列特征显示:长度为674 bp的COI序列片段平均碱基组成为24.82%A,30.44%T,27.10%C和17.64%G,碱基组成呈现明显的AT偏倚性(55.26%),具有硬骨鱼类的线粒体COI基因的碱基组成的典型特征。核苷酸位点中有变异位点226个,简约信息位点195个,单一信息位点31个,转换颠换比为3.35。19种鲿科鱼类的种内、种间和属间平均遗传距离分别为0.0041、0.1136和0.1268,种间遗传距离平均为种内遗传距离的27.7倍。在本研究中,鲿科鱼类所有的物种均形成单系,在物种鉴别上与形态学分类结果基本一致,然而鲿科的4个属中只有鱯属形成单系,黄颡鱼属、属和拟鲿属均未形成单系,其进化地位需要进一步研究。线粒体COI基因作为条形码可有效对鲿科鱼类进行物种鉴定,也为鲿科的系统发育提供了参考。     

基于CO I基因的福建近海部分仔稚鱼DNA条形码分析

为研究DNA条形码技术在遭遇瓶颈的仔稚鱼种类鉴定中的适用性,2015年7月17-20日采集福建近海仔稚鱼样品,并挑选80尾进行DNA条形码分析.获得仔稚鱼的CO I基因序列73条,鉴定仔稚鱼26种,隶属于7目22科25属,另有5个物种仅鉴定到属,2个物种仅鉴定到科.种内平均遗传距离为0.0023,属内种间遗传距离为0.1797,约为种内遗传距离的78倍,说明利用CO I基因可以进行有效的仔稚鱼物种鉴定.科内属间、目内科间的遗传距离分别为0.1937、0.2420,遗传距离随着分类阶元的提高而增大.在系统进化树的分析中,同一种类的不同个体都聚在一支,所有物种都分别聚为独立的一支,这些物种都能有效区分开来.以上结果表明,线粒体CO I基因作为DNA条形码可以实现仔稚鱼的物种鉴定,且较多能鉴定到种的水平.