虹銀漢魚科4種魚類線粒體基因組分析及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、虹銀漢魚指銀漢魚目（Atheriniformes）下的虹銀漢魚科（Melanotaeniidae）的魚類，虹銀漢魚主要分布在澳洲地區(qū)，體長多半在6-18公分之間，體色豐富多變，中文名常以“美人”、“彩虹魚”稱之。虹銀漢魚在我國沒有分布，全部依賴原產(chǎn)地進(jìn)口，其分子數(shù)據(jù)（mtDNA）極度匱乏，為引進(jìn)開發(fā)和保育工作帶來一定難度。虹銀漢魚具有明顯的地理分布特征，被認(rèn)為是研究澳洲地區(qū)生物地理學(xué)的重要生物材料，具有重要的分子系統(tǒng)學(xué)意義。本研究通過P

2、CR測序和克隆測序的方法測得了4種虹銀漢魚線粒體基因組序列，并運用生物信息學(xué)軟件對測序結(jié)果進(jìn)行了拼接、注釋及分析。然后以頜針魚目青鳉魚作為外系群，基于銀漢魚目12種魚類線粒體基因組序列，采用3種建樹方法：鄰接法（NJ）、最大似然法（ML）及貝葉斯法（BI）對該科魚系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行研究。并在系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合地理分布，探討了薄唇虹銀漢魚與虹銀漢魚屬、舌鱗銀漢魚屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1.4種虹銀漢魚線粒體基因

3、組測序及結(jié)構(gòu)分析
　　所測得的4種虹銀漢魚mtDNA長度分別為：16539bp（舌鱗銀漢魚）、16493bp（貝氏虹銀漢魚）、16536bp（薄唇虹銀漢魚）、16530bp（澳洲虹銀漢魚），長度不同主要是由非編碼區(qū)的長度差異較大引起的。線粒體基因組主要由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成，非編碼區(qū)為兩段：輕鏈復(fù)制起始區(qū)與控制區(qū)，編碼區(qū)由13個編碼蛋白質(zhì)的基因、2個rRNA基因及22個tRNA基因。另外，編碼在輕鏈（L-strand）的基因僅有N

4、D6和8個tRNA基因，剩余基因均編碼于重鏈（H-strand）。一般情況下僅COⅠ基因使用GTG作為起始密碼子，但舌鱗銀漢魚的ATP6基因采用GTG作為起始密碼子。線粒體基因組全序列AT堿基含量大于GC含量，且蛋白質(zhì)編碼基因密碼子三個位點均表現(xiàn)出較嚴(yán)重的低 G偏倚現(xiàn)象。22個tRNA中,除tRNA-Ser(UGA)基因缺失DHU臂之外，其他tRNA基因均可形成穩(wěn)定的三葉草型二級結(jié)構(gòu)。4種虹銀漢魚的輕鏈復(fù)制起始區(qū)（OL）均可形成穩(wěn)定的莖

5、環(huán)結(jié)構(gòu)。我們在四種魚控制區(qū)中識別到終止序列區(qū)（ETAS），中央保守區(qū)（CSB-B、CSB-E）及保守序列區(qū)（CSB-1、CSB-2、CSB-3），通過對比發(fā)現(xiàn)，終止序列區(qū)和中央保守區(qū)變異都較大。4種魚線粒體基因組的組成及排列方式一致，tRNA二級結(jié)構(gòu)類似，rRNA和tRNA變異位點分別占7.3％、5.6%，體現(xiàn)出虹銀漢魚線粒體基因組在進(jìn)化過程中的保守性。蛋白基因和非編碼區(qū)堿基差異較大，變異豐富，變異位點分別占19.5%和20.3%，又體

6、現(xiàn)出虹銀漢魚物種間的遺傳多樣性。
　　2.基于線粒體基因組的虹銀漢魚科系統(tǒng)發(fā)育研究
　　以頜針魚目青鳉魚作為外系群，基于銀漢魚目12種魚類線粒體基因組序列，采用鄰接法（NJ）、最大似然法（ML）和貝葉斯法（BI）建立系統(tǒng)發(fā)育樹。結(jié)果顯示，三種建樹方式均得到一致的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與虹銀漢魚科最先聚為一支的是銀漢魚科，接著與浪花銀漢魚科聚為一支，擬銀漢魚科則位于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的最外層。虹銀漢魚科7種魚形成非常明顯的單系群，但是該單系群內(nèi)薄唇