基于线粒体序列分析长江刀鲚胭脂鱼的遗传结构及鳀科亚口鱼科的系统进化

基于线粒体序列分析长江刀鲚胭脂鱼的遗传结构及鳀科亚口鱼科的系统进化

论文摘要

近些年来,由于过度捕捞、生态环境恶化、兴建大型水利工程等原因,刀鲚(Coilia ectenes)和胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)的资源遭到严重破坏。物种的遗传多样性高低与其环境适应能力、种群维持力和进化潜力密切相关,因此研究遗传多样性对于物种保护、可持续利用等具有重要的理论意义和应用价值。本文以我国重要的经济鱼类—刀鲚和濒危鱼类—胭脂鱼为研究对象,利用分子生物学和生物信息学方法对刀鲚的线粒体D-loop区序列和胭脂鱼的Cytb序列进行遗传进化分析,同时探讨了两种鱼所在的鳀科(Engraulidae)和亚口鱼科(Catostomidae)的基因组结构特征、系统发育关系等。主要研究结果如下:1)对已知的10种鳀科鱼类的线粒体全基因组进行分析,分析序列的结构特征,检验蛋白质编码基因受到的选择压力,评估线粒体基因组不同区域包含的系统发育信息。发现鳀科线粒体基因组全序列长度在16660bp到17069bp之间,基因组的结构和基因排列顺序与其他硬骨鱼类一致。比对后获得一致序列长度为15704bp(不含D-loop),其中变异位点5570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)。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)。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。2)对长江口5个地理群体(P1-P5)61个刀鲚样本的线粒体DNA控制区序列进行遗传多样性分析。结果如下:获得刀鲚控制区1214bp-1290bp序列,具有长度异质性特征。61份样本共检测到47个单倍型。5个群体具有高的单倍型多样性(Hd=0.967)和低的核苷酸多样性(Pi=0.595%)。群体间的分化指数在0.00097到0.09932之间;K2-P遗传距离在0.000到0.009之间,分子方差分析显示只有4.21%的遗传变异来自于群体之间。核苷酸不配对分布及中性检验均表明长江口刀鲚没有发生过种群扩张事件。以上结果说明,长江口刀鲚具有比较丰富的遗传多样性,但是5个群体之间没有形成明显的地理分化,可能还是一个随机交配的群体。3)测定了3尾中国胭脂鱼的细胞色素b基因序列,并结合GenBank上5条亚口鱼科鱼类的相应序列一并进行分析。共获得3尾胭脂鱼的细胞色素b基因1144bp的一致序列,三条序列完全相同,无变异位点。构建的系统发育树显示,颈棱亚口鱼属和吸口鱼属构成1支,胭脂鱼属、长背亚口鱼属和牛胭脂鱼属构成另1分支。自然选择检验显示,该基因在进化过程中主要受到负选择的作用。胭脂鱼属和牛胭脂鱼属的分歧时间最短(大约3.725百万年),颈棱亚口鱼属和长背亚口鱼属的分歧时间最长(大约5.375百万年)。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 文献综述
  • 1 鳀科和刀鲚的生物学特性及研究进展
  • 1.1 鳀科的生物学特性
  • 1.2 刀鲚的生物学特性
  • 1.3 国内对于刀鲚的研究进展
  • 2 胭脂鱼研究概述
  • 3 鱼类线粒体DNA结构特点和在分子系统学研究中的应用
  • 3.1 鱼类线粒体DNA的分子结构
  • 3.2 鱼类线粒体DNA的结构和遗传特点
  • 3.3 mtDNA在鱼类分子系统学研究中的应用
  • 4 本研究的目的和意义
  • 参考文献
  • 第二章 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
  • 1 材料与方法
  • 1.1 mtDNA全基因组序列的获取
  • 1.2 线粒体基因组结构和碱基含量分析
  • 1.3 自然选择检验
  • 1.4 基因组不同区域对鳀科系统进化分析的适用性
  • 2 结果
  • 2.1 线粒体基因组的基本特征
  • 2.2 选择检验
  • 2.3 线粒体基因组不同区域对鳀科系统进化分析的适用性
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 第三章 长江口五个刀鲚群体的遗传多样性分析
  • 1 材料与方法
  • 1.1 样本采集
  • 1.2 刀鲚总DNA的提取
  • 1.3 线粒体D-loop区序列PCR扩增及测序
  • 1.4 数据分析
  • 2 结果
  • 2.1 刀鲚总DNA提取结果
  • 2.2 序列特征分析
  • 2.3 群体遗传多样性分析
  • 2.4 种群历史动态
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 第四章 胭脂鱼细胞色素b基因序列测定及亚口鱼科系统进化分析
  • 1 材料与方法
  • 1.1 胭脂鱼样本的采集和总DNA的提取
  • 1.2 胭脂鱼cytb基因的PCR扩增和测序
  • 1.3 胭脂鱼序列分析及亚口鱼的分子系统学分析
  • 1.4 亚口鱼分歧时间的估算和自然选择的检验
  • 2 结果与讨论
  • 2.1 胭脂鱼线粒体Cytb基因的序列特征分析
  • 2.2 种间差异及系统发育分析
  • 2.3 分歧时间
  • 2.4 自然选择的检验
  • 参考文献
  • 全文结论
  • 附录
  • 硕士期间参与的课题项目、已发表或投稿的论文及参加的学习培训
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].胭脂鱼细胞色素b基因序列测定及亚口鱼科系统进化分析[J]. 淡水渔业 2011(04)
    • [2].胭脂鱼外周血细胞的显微、超微结构与细胞化学观察[J]. 水生生物学报 2011(03)
    • [3].长江胭脂鱼池塘养殖试验[J]. 科学养鱼 2008(11)
    • [4].胭脂鱼[J]. 钓鱼 2014(14)
    • [5].胭脂鱼无公害养殖技术[J]. 河南水产 2014(04)
    • [6].长江胭脂鱼苗种培育技术[J]. 江西农业 2013(02)

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