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。     

基于线粒体COI基因的马科鱼类DNA条形码研究

为明确中国马鲅科(Polynemidae)鱼类的分类地位,测定了中国7省10个地点马鲅科鱼类3属5种33条COI基因5′端序列,结合GenBank下载的5属16种41条同源序列,共分析了6属20种马鲅科鱼类DNA条形码。结果显示,20种鱼类种间平均遗传距离为19.6%,是种内平均遗传距离0.9%的22倍;其中14种形成了单系分支,支持其物种有效性。四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)和多鳞四指马鲅(E.rhadinum)种间遗传距离(16.0%)是种内平均遗传距离(1.2%)的13倍,支持将二者作为2个独立物种的分类处理。多鳞四指马鲅种内遗传距离(2.3%)大于2%,形成了2个自展数据支持率为99%的分支,分支间遗传距离(4.8%)是分支内平均遗传距离(0.1%)的48倍,表明在中国沿海分布的多鳞四指马鲅有可能存在2个亚种或隐藏种。黑斑多指马鲅(Polydactylus sextarius)与马达加斯加多指马鲅(P.malagasyensis)外部形态极为相似,种间遗传距离仅为1.0%,且在分子系统树上镶嵌混杂为一支,仅根据分子数据结果,推测二者可能为同一物种;但由于没有可检视的标本,也不能排除GenBank序列种名注释中形态鉴定出错的可能。马伦氏多指马鲅(P.mullani)与七丝指马鲅(Filimanus heptadactylus)也混为1支,分支内遗传距离仅为0.1%;如果不是GenBank序列种名注释出错,则二者应为同一物种。GenBank序列中来源于北部湾的六丝多指马鲅(P.sexfilis),则可能是黑斑多指马鲅的错误鉴定。     

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。     

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。     

基于线粒体COI基因序列的磷虾目分子系统进化

为探讨磷虾目物种的系统进化关系,以磷虾目的 50种磷虾为研究对象,分析其线粒体COI基因序列的分子变异,构建系统发育树,初步探讨了磷虾种属间亲缘关系。所分析COI基因可比序列长度为519 bp,共包含258个变异位点,全部为碱基替换,无插入/缺失位点。四种碱基含量分别为A 27.58%、T 35.47%、G 18.88%、C 18.07%,碱基A+T含量(63.05%)显著高于G+C含量(36.95%),表现出明显的T偏倚特点。50种磷虾的种间遗传距离为0.065~0.306,其平均值为0.186;而种内遗传距离为0~0.071,其平均值为0.017,平均种间距离约为种内距离的11倍。根据物种鉴定最小种间遗传距离0.020的观点,COI基因序列间的差异能够很好地区分各磷虾种。基于COI基因分别构建了4种系统进化树:邻接树(neighbor-joining,NJ)、极大似然树(maximum likelihood,ML)、最大简约树(maximum parsimony,MP)及UPGMA(unweighted pair-group method with arithmetic means)树。它们拓扑结构基本一致,均可分为三大支系:假磷虾属处于系统树的基部,是磷虾目中最早分化出来的一支;而包含磷虾种类最多的磷虾属则最后分化出来,表明其为磷虾类中相对较新的一个属。本研究较全面地阐述了磷虾目的系统进化关系,结果表明磷虾目的线粒体COI序列变异可以用来研究磷虾属、种的分类单元及其系统进化问题,具有较好的理论和应用价值。     

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。     

基于线粒体COI基因部分序列分析4种松毛虫的亲缘关系

为了探讨4种松毛虫的亲缘关系,对马尾松毛虫、油松毛虫、赤松毛虫和落叶松毛虫的线粒体COI基因序列进行了扩增和测序.在获得的636 bp的COI序列中碱基的平均频率为:A=34.75％,T/U =34.75％,C=15.25％,G=15.25％.马尾松毛虫遗传多样性最高(核酸多样度为3.93％),落叶松毛虫最低(0.62...     

基于DNA条形码的红翅大小蠹和黄杉大小蠹分子鉴定

外来有害生物的快速准确鉴定有助于提高口岸检疫效率。红翅大小蠹(Dendroctonus rufipennis)和黄杉大小蠹(D. pseudotsugae)作为大小蠹属的非中国种是我国口岸原木检疫中频繁截获的检疫性有害昆虫。本研究以mtDNA COI基因5′端和3′端序列为标记对红翅大小蠹与黄杉大小蠹的11个样本开展分子鉴定有效性评价。结果显示,当以COI基因5′端和3′端为靶标时,两种大小蠹间的平均遗传距离分别为0.181和0.144,是种内遗传距离的60.3和48倍,且种内、种间遗传距离间无重叠现象,在系统发育树上都能聚为独立的分支,表明mtDNA COI基因5′端和3′端序列均可有效区分红翅大小蠹与黄杉大小蠹。     

基于DNA条形码技术的泰国番石榴中实蝇幼虫分子鉴定研究

实蝇是世界重要的检疫性害虫之一,对果蔬生产及其国际贸易具有很大的影响。而以线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚单位I(mtDNACOI)基因的部分序列作为实蝇的DNA条形码能减少对实蝇成虫形态特征的依赖,可检测其任何虫态的样品,有助于实蝇样品的快速鉴定。本研究采用DNA条形码技术,针对采自泰国四色菊市番石榴烂果中的5头实蝇幼虫进行COI扩增测序,与生命条形码数据库(BOLD)中的序列进行比对并利用PAUP4.0软件构建了其系统进化树。根据序列分析和系统进化关系分析的结果,将5头实蝇幼虫样品鉴定为番石榴实蝇(Bactrocera correctaBezzi),并将本研究获得的2条COI序列在GenBank中注册,GenBank的登录号为HM590450和HM590451。