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....     

基于CO I和Cytb DNA条形码在鲌属鱼类物种鉴定中的应用

为探究线粒体CO I和Cyt b基因作为DNA条形码在鲌属鱼类鉴定中的可行性,分别扩增达氏鲌(Culter dabryi)、海南鲌(C.recurviceps)、尖头鲌(C.oxycephalus)、蒙古鲌(C.mongolicus)、拟尖头鲌(C.oxycephaloides)和翘嘴鲌(C.alburnus)六种鲌属鱼类线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(Cytochrome C oxidase subunit I,CO I)和细胞色素b(Cytochrome b,Cyt b)的基因片段,并对六种鲌属鱼类同源序列的碱基组成、种内与种间遗传距离以及系统进化分别进行分析。结果表明:长度为645 bp的CO I基因片段中,A、T、G、C4种碱基平均含量分别为25.65%、28.18%、18.33%和27.84%;长度为970 bp的Cyt b序列片段中,A、T、G、C碱基平均含量分别为27.97%、27.93%、14.53%和29.57%。基于CO I基因序列的种间平均遗传距离为3.54%,种内平均遗传距离为0.17%,种间遗传距离为种内遗传距离的20.82倍;基于Cyt b基因序列的种间平均遗传距离为5.92%,种内平均遗传距离为0.18%,种间遗传距离为种内遗传距离的32.89倍。基于CO I基因的系统进化关系显示除尖头鲌与拟尖头鲌外,其余4种鲌均形成独立分支,而基于Cyt b基因的系统发育关系显示六种鲌属均能独立形成分支,鲌属六种鱼能够进行有效区分,将CO I和Cyt b作为DNA条形码进行鲌属鱼类的物种鉴定是可行的,联合使用可以获得更好的鉴定效果。     

鱼类DNA条形码技术的应用进展

<正>基于DNA序列进行物种鉴定的DNA条形码技术自2003年问世以来,经过十几年的快速发展,不仅在各种动植物的物种鉴定方面取得巨大成就,而且在动植物区系、生态和物种保护、生物安全、食品安全等方面得到越来越多的应用,并取得一系列成果。鱼类是最具多样性的脊椎动物,全球预计有多达40000种鱼类[1]。由于在发展过程中具有高度的多样性,传统的鱼类物种鉴定方法存在很多问题。DNA条形码在鱼类物种鉴定中最早获得应     

DNA条形码技术在主要观赏鱼物种鉴定中的应用分析

通过检索BOLD SYSTEMS数据库和Gen Bank中锦鲤、金鱼、慈鲷、神仙鱼、七彩神仙鱼、血鹦鹉、花罗汉、龙鱼、孔雀鱼、鼠鱼、魟鱼等主要观赏鱼的DNA条形码和基因序列,应用MEGA软件计算种间遗传距离,在BOLD SYSTEMS数据库中检索相似序列,以分析DNA条形码在主要观赏鱼物种鉴定中的应用效果。结果表明该技术可以有效鉴别大多数种以上阶元的观赏鱼类,但对亲缘关系较近、种类繁多的多种慈鲷、孔雀鱼等观赏鱼物种难以获得准确的鉴定结果,对金龙、红龙等亚洲龙鱼的亚种以及人工繁育的不同品系的锦鲤、金鱼、神仙鱼、七彩神仙鱼、血鹦鹉、花罗汉等鱼类,无法通过COI基因条形码进行鉴别,需要研究其他分子生物学方法。     

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。     

三种养殖石首鱼类的DNA条形码鉴定及有效种名确认

针对部分养殖石首鱼种质资源存在命名混乱、物种鉴定不准确的问题, 本研究在形态学观察与测量的基础上, 利用 DNA 条形码技术对 3 种养殖石首鱼类进行了物种鉴定。测序获取待测样品 DNA 条形码序列 15 条, 在 GenBank 中对序列进行相似性比对分析, 同时在中国重要渔业生物 DNA 条形码信息平台验证了比对结果的准确性; 结合已报道的 18 条石首鱼类 DNA 条形码序列对全部样品进行分析, 运用 Kimura 2-paramater (K2P)模型构建其系统进化关系, 进一步确定待测样品的种类及分类地位。研究结果将 3 种养殖石首鱼分别定种为黄唇鱼[Bahaba taipingensis (Herre, 1932)]、元鼎黄姑鱼(Nibea chui Trewavas, 1971)和双棘原黄姑鱼[Protonibea diacanthus (Lacepède, 1802)], 厘清了 3 个物种的有效种名及分类特征, 证实了石首鱼外部形态、鳔、耳石的典型特征可作为其物种鉴定的重要证据, 对 DNA 条形码物种鉴定具有辅助作用, 表明 DNA 条形码技术可解决石首鱼类幼鱼由于形态特征尚不明显等问题造成的定种困难。研究结果为国家一级保护野生动物黄唇鱼的繁殖驯养报备和登记提供了科学证据, 也为石首鱼类种质资源鉴定、评价及其开发和保护提供了技术支撑。     

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COI序列的DNA条形码在中国海口足类物种鉴定中的应用分析

中国海口足类动物区系具有丰富的物种多样性,是我国海洋底栖生物中的重要经济类群。口足类的属内种间鉴别特征有的极为相似,仅依靠传统的形态分类方法很难对近缘种和疑难种进行准确的鉴定。DNA条形码技术可以弥补传统形态学鉴定的某些局限,为物种鉴定提供了有效的工具。该研究探讨了利用线粒体COI序列对中国海口足类进行物种鉴定的可行性,共获得口足目4总科6科24属38个种的204条线粒体COI序列,与Gen Bank收录的14种42条口足类同源序列进行比对,结果显示口足类COI基因不存在碱基插入缺失现象,碱基组成偏倚明显,A+T含量(63.5%)显著高于G+C含量(36.5%)。基于Kimura双参数模型计算遗传距离,结果显示遗传距离随着分类阶元的增高而增大。同物种种内个体间的遗传距离变化范围在0%~3.91%,平均值为0.76%。同属内各物种间的遗传距离变化范围为6.55%~18.99%,平均值为12.91%。同科内不同属间的遗传距离变化范围为9.16%~23.32%,平均值为16.89%。不同科间的遗传距离变化范围为16.52%~26.6%,平均值为21.31%。由此可见,口足类COI基因的种间和种内遗传距离存在明显的间隙。基于COI序列构建的口足类邻接关系树显示所有包含大于1个个体的物种均可形成单系群,且节点支持率均为100%。本研究证明了COI序列作为DNA条形码标准基因在口足类物种鉴定中的有效性。此外,研究发现中国沿海分布的口虾蛄可能至少存在两个隐存种,实证了基于COI序列的DNA条形码技术能够用于口虾蛄隐存多样性的探究。     

DNA条形码在西藏水系裂腹鱼亚科鱼类鉴定中的研究

为确定DNA条形码技术在西藏水系裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)物种鉴定中的可行性,利用西藏水系所采集260尾裂腹鱼亚科样本,测定其线粒体细胞色素C氧化酶亚基1(COI)基因片段序列,计算遗传距离,构建系统发育树,并与GenBank中相关序列进行比对。260个样本经检测均获得有效COI基因扩增片段,COI基因碱基组成偏倚明显,A+T含量为54.74%,显著高于G+C含量(45.26%)。基于Kimura双参数模型计算遗传距离,遗传距离阈值设置为0.02时,260个样本可被鉴定到种的为249尾样本,11尾由于样本量少,数据库中存在多个命名,只鉴定到属,其中与形态学鉴定一致的179尾样本,一致率为68.8%,裂腹鱼亚科裸鲤属(Gymnocypris)不能通过COI基因鉴定到种,拉萨裂腹鱼(Schizothoracinae)、异齿裂腹鱼(S.schizothorax o#x02BC;connori)、巨须裂腹鱼(S.macropogon)3个种之间的遗传距离阈值以0.02不能有效鉴别,而遗传距离阈值以0.01作为这3个种的鉴定标准,可达到有效鉴别的目的。基于邻接法构建系统发育树,裂腹鱼亚科鱼类形成一个支持率较高的单系群,Bootstrap检验支持率为99%,系统进化树聚类方式与以遗传距离值为标准的鉴定结果一致,很好地反映了水系物种间的地理和历史联系。     

基于线粒体COⅠ基因序列的DNA条形码在中国南海绯鲤属鱼类鉴定中的应用

为探讨COⅠ基因作为DNA条形码对绯鲤属(Upeneus)鱼类鉴定的有效性,明确物种的分类地位,通过COⅠ基因5'端652 bp序列研究中国南海绯鲤属的黑斑绯鲤(Upeneus tragula)、马六甲绯鲤(Upeneus moluccensis)、纵带绯鲤(Upeneus subvittatus)、黄带绯鲤(Upeneus sulphureus)、吕宋绯鲤(Upeneus luzonius)以及条尾绯鲤(Upeneus bensasi)6个种56 ind标本的标准DNA条形码序列的种内种间遗传距离,并构建分子系统树。研究表明:所测样品的碱基组成为T:29.2%,C:29.6%,A:21.4%,G:19.8%,A+T含量(50.6%)略高于G+C含量(49.4%),转换/颠换率为3.08。6种绯鲤属鱼类组成5个自展支持率为100%的分支,其中黑斑绯鲤和马六甲绯鲤混杂分布于同一分支上,其余4种绯鲤独自成支;分支间平均遗传距离10.10%(8.60%~12.40%),是分支内平均遗传距离0.18%(0.00%~0.30%)的56倍。纵带绯鲤、黄带绯鲤、吕宋绯鲤、条尾绯鲤种间平均遗传距离为10.70%(8.80%~12.40%),约为这4个种种内平均遗传距离0.125%(0.00%~0.20%)的85倍,种间遗传距离大于种内遗传距离的10倍以上,确定了它们的物种有效性。黑斑绯鲤和马六甲绯鲤种内遗传距离分别为0.40%和0.20%,与其它4种绯鲤为同一水平;但种间遗传距离仅为0.30%,属于一般物种的种内遗传距离范围,因此推测二者或为同一物种,但还需从形态学和基因组序列分析等方面加以进一步确证,其是否受到种间杂交和近期辐射进化的影响也需要今后更多的研究。标准的DNA条形码虽然能够有效地区分中国南海绯鲤属鱼类中的纵带绯鲤、黄带绯鲤、吕宋绯鲤和条尾绯鲤,但DNA条形码对黑斑绯鲤和马六甲绯鲤的鉴定与形态学的鉴定结果不一致,表明在物种鉴定时,母系遗传的线粒体COⅠ基因有时需要结合其它核基因分子标记或生态调查资料加以辅助。     

基于DNA条形码对温州洞头海域游泳生物的鉴定

温州洞头海域是浙南重要的渔场,具有丰富的渔业资源.为了监测该地区的游泳生物资源,在传统形态学鉴定的基础上,使用线粒体细胞色素C氧化酶亚基I基因(COI)对渔获物样品进行了鉴定分析.结果显示,所获得的生物隶属于4个纲19个科25个属的28个种,DNA条形码的有效鉴定率为96.5％.系统进化树分析显示,所有序列与GenBa...     

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。     

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。     

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。     

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DNA条码基因的鳢科鱼类系统进化与物种鉴定

鳢科(Channidae)鱼类在亚洲分布广泛,其中中国的土著种类是重要养殖品种,国外很多种类主要作为观赏鱼引进我国。本研究利用线粒体COΙ基因序列,对分布于我国的鳢科鱼类不同种群样本序列,及在Gen Bank中获得其他鳢科鱼类的序列进行分析,探讨其作为DNA条形码基因对鳢科进行物种鉴定和系统进化分析的可行性。通过对本研究采集的149个鳢样本和122条Gen Bank中已有序列进行分析,结果显示,所研究的鳢科鱼类的COΙ基因576 bp片段中不存在碱基插入缺失现象,其平均碱基含量A+T(51.4%)高于G+C含量(48.6%),存在偏倚性;多态位点占47.2%。利用Mega 6.0软件基于Kimura’s 2-parameter模型计算25种鳢种内平均遗传距离为0.028,其中巴卡鳢(Channidae barca)种内遗传距离最大,为0.137,超过了某些种间遗传距离;种间遗传距离为0.030~0.302,平均为0.217。其中最大距离0.302为饰鳍鳢(Channidae ornatipinnis)和黑体鳢(Channidae melasoma)之间,甚至超过了与外群之间的距离。利用邻接法(Neighbour-Joining,NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood Tree,ML)分别构建系统进化树,同种个体获得较高支持率,而不同种间的关系支持率较低,同时发现存在由多个种组成的巴卡鳢和南鳢复合支系。本研究表明,进行我国土著鳢科鱼类物种鉴定时COI基因是有效的工具,而进行外来观赏鱼鉴定,尤其是巴卡鳢、斯氏鳢等物种进行鉴定时,需结合多方面信息;COI基因不适合鳢科鱼类种间遗传进化关系的研究。