鲉形目鱼类DNA条形码分析及鲉科DNA条形码电子芯片建立

为建立鲉形目内各物种的快速鉴别方法,本研究扩增了我国47个鲉形目物种并下载了Gen Bank上收录的鲉形目共计23科85属233种873条细胞色素C氧化酶I基因(COI)序列,分析该基因结构特性。结果表明,鲉形目DNA条形码基因的碱基变异中,不变位点508个,占总位点数的82.1%;转换位点70个,颠换位点41个,分别占总位点数的11.3%和6.6%;种内遗传距离为0~0.019,平均遗传距离为0.003?0.0034;属内种间遗传距离为0.003~0.258,平均值为0.086?0.038;基于233个物种的COI序列构建的系统进化树显示,227个物种(97.4%)能聚为独立分支,且具有较高支持度。在此基础上以鲉科11属39种鱼类的DNA条形码为例,筛选出25个种的37个特异性探针,以此探针对鲉科鱼类进行物种快速鉴定成功率为64.1%,研究结果表明DNA条形码芯片用于鲉科的鉴定具有一定的可行性。     

长江中游常见鱼类DNA条形码研究及其电子芯片分析

为建立长江中游常见鱼类的快速鉴别方法,文献调研了7目11科50属64种鱼类名录,GenBank共获取168条线粒体细胞色素c氧化酶I (COⅠ)序列,分析了序列特征、不同阶元Kimura-2-paramater(K2P)遗传距离及系统进化关系。结果显示,64种鱼类的种间遗传距离(平均值为0.084)明显大于种内(平均值为0.0079),NJ树上不同物种均能以较高支持度聚类成独立分支,以线粒体COⅠ序列作为DNA条形码可准确鉴定所研究鱼类;综合利用分子生物学软件筛选物种特异性探针,最终43种鱼类可筛选出112条物种特异性探针,物种识别率为67.2%。本研究验证了DNA条形码芯片技术在长江中游鱼类物种鉴定的可行性,可为该地区鱼类物种多样性保护提供技术支持。     

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。     

鲹科鱼类DNA条形码分类系统

为了验证 DNA 条形码在鲹科(Carangidae)鱼类物种鉴定和系统分类中的适用性, 本研究自测 6 属 7 种 17 条序列, 同时筛选了 BOLD 数据库中的有效序列, 共获得 25 属 95 种 273 条鲹科鱼类 DNA 条形码序列, 通过 BLAST 比对、遗传距离和系统关系树, 构建了鲹科鱼类的 DNA 条形码分类系统。结果表明: (1)鲹科鱼类属间、种间、属内种间和种内三级分类单元遗传距离的平均水平分别为 0.186、0.169、0.090 和 0.008, 种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的 21 倍, 可见 DNA 条形码适用于鲹科鱼类分类鉴定; (2)运用 DNA 条形码技术可以识别出形态鉴定有误的物种, 表明 DNA 条形码可以弥补传统形态学鉴定的局限性, 可对鲹科鱼类形态学分类结果进行精准修正; (3)鲹科鱼类 DNA 条形码分析表明, BOLD 数据库中仍存在一定的“同种异名”和“异种同名”现象, 建议使用该数据库信息时应严格评估信息的准确性; (4)鲹科鱼类系统发生关系研究对物种的分类地位提出了新的见解, 即拟鲳鲹 (Parona signata)和镰鳍波线鲹(Lichia amia)亲缘关系较近, 支持将二者均归为鲳鲹亚科(Trachinotinae)。本研究旨在为丰富鲹科鱼类 DNA 条形码数据, 完善鲹科 DNA 条形码分类系统, 并为鲹科鱼类物种鉴定和系统分类提供分子证据。     

基于形态与DNA条形码的中国鲳科鱼类分类研究

鲾科鱼类因鳞片细小易脱落,鳍棘易折断,且部分物种具有性二态特征,导致传统分类鉴定困难。为明确中国鲾科(Leiognathidae)鱼类的分类地位,测量了小牙鲾(Gazza minuta)、G. sp. A、黄斑鲾(Leiognathusbindus)、短吻鲾(L. brevirostris)、颈斑鲾(L. nuchalis)、短棘鲾(L. equulus)、细纹鲾(L. berbis)、带纹鲾(L.striatus)、坚鲾(L. stercorarius)、仰口鲾(Secutor ruconius) 10种147尾中国鲾科鱼类的28个形态参数,消除异增长效应后进行主成分分析、判别分析以及聚类分析,发现不同物种间表观形态上具有较大的相似性,易造成鉴定错误。测定中国鲾科鱼类10种47尾DNA条形码序列,结合Gen Bank和BOLD下载数据进行联并分析,发现小牙鲾、G. sp. A、黄斑鲾、短吻鲾、颈斑鲾、短棘鲾、细纹鲾、带纹鲾、坚鲾、仰口鲾、曳丝鲾(L. leuciscus)、宽身小牙鲾(G. achlamys) 12种鲾科鱼类105条序列聚类成11个自展数据支持率为100%的分支,分支间平均遗传距离(18. 6%)是分支内(0. 3%)的62倍,支持分支的物种分类地位。短吻鲾和颈带鲾分支间平均遗传距离(8. 1%)是分支内(0. 15%)的54倍,形态与分子均没有重叠,应为2个独立种。牙鲾属G. sp. A与宽身小牙鲾及小牙鲾的种间遗传距离分别是种内遗传距离的35倍和79倍,支持其为独立的物种。另外,发现本研究采集于广东阳江的坚鲾、海南博鳌的带纹鲾和G. sp. A为中国3个新纪录种。     

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。     

基于线粒体COⅠ基因的中国近海棱鳀属鱼类DNA条形码

为明确中国大陆近海棱鳀属鱼类的分类地位,采用国际通用的COⅠ基因5'端652bp序列作为DNA条形码,对中国近海棱鳀属全部6种鱼类62尾标本进行鉴定分析。结果发现,所分析样品的序列碱基组成为T:29.0%,C:26.3%,A:25.3%,G:19.4%,A+T含量(54.3%)高于G+C含量(45.7%),转换/颠换率为3.76。6种棱鳀属鱼类组成5个自展支持率为100%的分支,除黄吻棱鳀和中颌棱鳀各为单系但聚合为一支外,其余4种均独立成支;分支内与分支间平均遗传距离分别为0.2%(0.0%~0.4%)和17.7%(15.7%~19.0%)。赤鼻棱鳀、汉氏棱鳀、杜氏棱鳀和长颌棱鳀均符合Hebert提出的种间遗传距离(15.7%~18.6%)大于或等于10倍种内遗传距离(0.0%~0.3%)的标准,确定了它们的物种有效性。黄吻棱鳀和中颌棱鳀的种内遗传距离皆为0.1%,与其他4种棱鳀的种内遗传距离处于同一水平;但二者种间遗传距离仅为0.6%,明显低于其他物种间的种间遗传距离,属于一般物种的种内遗传距离范围,表明二者亲缘关系很近;由于外部形态存在一定的差异,且在分子系统树上各为单系,二者可作为同一物种的2个不同亚种处理,但也不排除是2个近期分化形成物种的可能,在资源管理上应作为2个不同的进化显著单位分别加以管理。     

基于线粒体CO1基因的DNA条形码在石首鱼科(Sciaenidae)鱼类系统分类中的应用

为建立篮子鱼科鱼类物种快速鉴定方法,该研究扩增获得了篮子鱼科10种鱼类的46条线粒体COⅠ基因序列,结合从BOLD和GenBank上筛选出的12种27条篮子鱼科COⅠ基因序列,分析篮子鱼科鱼类的COⅠ基因片段序列特征、种间和种内遗传距离及分子系统进化关系。结果表明,19种73条篮子鱼科COⅠ基因序列的平均碱基组成为T：28.9%、C：28.7%、A：24.6%、G：17.8%。G+C的含量(46.5%)低于A+T的含量(53.5%),碱基组成表现出明显的偏倚性;篮子鱼科鱼类的种间平均遗传距离为0.098,是种内平均遗传距离(0.002)的49倍;基于19种篮子鱼科鱼类的COⅠ序列的系统进化分析结果显示,19种篮子鱼中仅单斑篮子鱼(Siganus unimaculatus)和狐篮子鱼(S. vulpinus)聚类在一起,形成1个分支,剩余17种(89.5%)篮子鱼相同种内个体各自聚为一支,形成17个独立的分支。结果表明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可应用于篮子鱼科物种鉴定。

     

基于形态测量和DNA条形码的中国鲻科鱼类分类研究

为探讨中国鲻科鱼类的分类地位,对采自中国8省27个地点的7种鲻科鱼类226个样本的40项测量数据进行了聚类、主成分与判别函数分析;测定了其中57个样本的标准条形码序列,结合Genbank下载的9种鱼类27条序列,构建基于K2P模型的邻接树,并进行遗传距离的计算和ABGD分析。结果发现,在形态方面,不同物种在主成分及判别函数散点图中重叠部分较大,表明对鲻科鱼类的鉴定不能仅依据单一的量度特征。在分子方面,14种鱼类聚类成12个明显的分支,分支间平均遗传距离17.14%(7.26%~23.94%),约为分支内平均遗传距离0.24%(0~1.5%)的71倍。其中,Liza sp.A、鮻(Liza haematocheila)、大鳞鮻(Liza macrolepis)、绿背鮻(Liza subviridis)、粒唇鲻(Crenimugil crenilabis)、黄鲻(Ellochelon vaigiensis)、鲻(Mugil cephalus)、帕氏凡鲻(Moolgarda pera)各自独立成支,支持其物种有效性。灰鳍鮻(Liza melinopterus)、棱鮻(Liza affinis)、长鳍莫鲻(Moolgarda cunnesius)、圆吻凡鲻(Valamugil seheli)、Liza sp.B、Liza sp.C出现混杂。推测Genebank下载的灰鳍鮻Lizamel Y.Lei Z1隶属棱鮻,Liza sp.B与Liza sp.C是同一物种,圆吻凡鲻及长鳍莫鲻为同种异名,但要排除其中出现杂交的可能则需结合核基因的进一步分析。鲻分成了2组,组间平均遗传距离2.44%约为组内平均遗传距离0.08%的31倍,高于一般物种的种内遗传距离(2%),表明存在隐藏的多样性。综上所述,鲻科鱼类外部形态保守,需结合DNA条形码分析提高鉴定的准确性。     

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。     

莱州湾小型鳀鲱鱼类的生物学特征

以莱州湾调查资料为基础较系统地报告了青鳞小沙丁、斑Ji、日本Ti、赤鼻LingTi、黄鲫等5种小型Ti鲱鱼类的渔获体长、体重与年龄组成、生长特性，繁殖期与繁殖力以及饵料食性等学特征。文中还就上述鱼种在地域性渔业上的重要意义。种间更替进行了讨论。并对资源保护与管理提出了意见和建议。     

一种鱼类DNA的简便提取方法

比较了鱼类ＤＮＡ提取的２种方法。ＤＮｅａｓｙ Ｔｉｓｓｕｅ Ｋｉｔ抽提法所用材料少、ＤＮＡ得率高、简便,尤其适用于小型鱼类,抽提一般鱼类的组织用量只须２５ｍｇ。     

鳀科鱼类线粒体全基因组序列结构特征及系统发育信息分析

为了解鳀科鱼类的线粒体全基因组序列结构特征及系统发育信息,以期为进化遗传学研究和分子标记的选取提供参考依据,对已知的10种鳀科鱼类的线粒体全基因组进行分析。结果显示:1)鳀科线粒体基因组全序列长度在16 660 bp到17 069 bp之间,基因组的结构和基因排列顺序与其它硬骨鱼类一致。2)比对后获得一致序列长度为15 704 bp(不含D-loop),其中变异位点5 570个,占所有位点数的35.5%。在编码基因中,序列变异程度和Kimura双参数遗传距离最大的是ND6基因(分别是47.5%和0.276),最小的是tRNA拼接序列(分别为18.7%和0.072)。3)基于Ka-Ks的Z检验和Tajima’s D检验表明蛋白质编码基因主要受到净化选择(即负选择,purifying selection)的作用;其中12个蛋白质编码基因(ND6除外)有强烈的净化选择(Ka/Ks<1),而ND6基因受正选择(positive selection)影响较大(Ka/Ks>1)。4)ND4、ND2和Cytb是进行鳀科鱼类系统发育分析的较为理想的分子标记。     

DNA条形码在渔业生物多样性保护中的应用

生物多样性与人类存亡休戚相关,保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。本文立足我国渔业生物多样性现状,针对我国渔业生物过度开发和保护不足等难题,提出了通过开展渔业生物DNA条形码研究来推动我国渔业生物多样性学科发展的思路,详细阐述了DNA条形码在渔业生物资源可持续开发、物种分类鉴定、生物多样性监测、外来物种评价、水产品市场监管、渔业信息化等多个领域的应用现状,进一步展望了DNA条形码可以成为渔业生物区系研究、水域生态研究、电子分类技术以及宏DNA条形码新技术等多个方面的研究热点,呼吁扎实推进我国渔业生物DNA条形码数据库和信息化平台的建设和共享。     

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。     

DNA条形码技术在藻类分类学中的研究现状与展望

本文在对DNA条形码(DNA barcode)技术的发展进程的分析归纳的基础上,总结已发表的各门藻类的DNA条形码序列,并未确定一条通用DNA条形码。认为目前藻类DNA条形码的研究重点仍是加快开发新的DNA条形码片段并对其进行评价,为寻找理想的通用DNA条形码提供理论支持。现阶段较为常用的DNA条形码基因主要包括ITS、COI、rbcL等基因,几种常用基因片段的各自存在优缺点,本文对各片段的主要问题进行了分析。其中原核蓝藻的ITS基因和藻胆蛋白基因可考虑作为首选DNA条形码,真核藻类主要考虑ITS和rbcL基因,很难找到像动物COI基因可在物种鉴定中广泛通用的DNA条形码。不同基因片段间互补应用,并与传统形态学鉴定方法相结合可有效提高近缘藻类分类的准确性。并综述了藻类DNA条形码研究的新进展,展望了其应用前景。     

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。