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[硕士论文] 黄晓晨
水生生物学 南昌大学 2014(学位年度)
摘要:淡水蚌类(双壳纲:蚌目)广泛分布于世界各地,是淡水生态系统中最重要的生物类群之一。中国长江中下游地区淡水蚌类种类繁多,主要基于贝壳形态学特征的种类鉴定使得一些蚌科物种的种名有效性仍存在争议,属及其以上阶元的分类混乱。
  双壳纲中蚌目、贻贝目和帘蛤目的线粒体遗传模式是特殊的双重单亲遗传,存在父系和母系两种高度分化并与性别相关的线粒体基因组,且两种线粒体分布具有组织特异性。基于线粒体基因组全序列的系统发育分析能够增强系统树的解析度和数据置信度,适用于各阶元的系统发育关系。
  蛏蚌属(Solenaia)是亚洲特有属,中国目前能采集到活体样本的蛏蚌有3种且均为中国特有种,分别是龙骨蛏蚌 S. carinatus、橄榄蛏蚌 S. oleivorus以及河蛏蚌 S. rivularis。因食用需求的大量捕捞,以及人类活动导致的栖息地退化、改变和破碎化,蛏蚌属物种的分布范围日益狭窄、种群数量急剧下降。仅基于贝壳形态或解剖学特征,蛏蚌属属上单元分类仍具有争议,相关遗传信息也少见报道。
  本研究首次报道龙骨蛏蚌、橄榄蛏蚌以及河蛏蚌的父系与母系线粒体基因组全序列,其中所测定的父系线粒体全基因组为中国淡水蚌类中首次报道。结合 Genbank数据库中其它淡水蚌类的线粒体基因组数据,进行比较基因组学分析。首次基于线粒体全基因组对蚌目进行系统发育分析,以期为淡水蚌类的分类提供强有力的分子证据,真实反映它们的亲缘关系。主要研究结果如下:
  1.使用 LA-PCR扩增和步移法测序,拼接获得中国特有三种蛏蚌的父系与母系线粒体基因组全序列,6个线粒体基因组全长范围从16392 bp到17550 bp不等。线粒体基因组大小的差异主要源于非编码区长度的不同,此外,父系线粒体 cox2比母系线粒体 cox2要长~80%。
  2.三种蛏蚌父系与母系线粒体的基因排列有较大差异,父系或母系线粒体基因组种间无任何基因重排。与 Genbank数据库中其他淡水蚌类的线粒体全基因组比较,父系线粒体基因组均显示出一致的基因顺序,母系线粒体基因组则存在重排现象。与除隆嵴蚌亚科(Gonideinae)外的蚌科(Unionidae)母系 mtDNA的基因顺序相比,珍珠蚌科(Margaritiferidae)母系 mtDNA发生 trnE的移位。蛏蚌所隶属的隆嵴蚌亚科母系 mtDNA与其他蚌科动物的相比,cox2-rrnS区域因串联重复随机丢失发生了重排。cox2-rrnS区域的基因重排被认为是隆嵴蚌亚科母系线粒体基因组水平的共同衍征,该区域内 nad2与 nad3相对排列位置变化这一母系线粒体基因组特征可用来客观准确的判别一些贝壳形态上相似的属种。
  3.三种蛏蚌父系与母系线粒体基因组表现出显著的序列差异,同种蛏蚌父系与母系线粒体基因组间核苷酸序列差异超过40%(pDnt),氨基酸序列差异超过47%(pDaa),均超过父系或母系 mtDNA种间差异。母系 mtDNA种间核苷酸与氨基酸差异均要小于父系 mtDNA种间的差异。单个蛋白质编码基因方面,cox1最为保守,atp8最不保守,COX和 CYTB基因普遍比要 NADH脱氢酶亚基基因保守。
  4.基于淡水蚌类父系与母系线粒体全基因组,使用贝叶斯法和最大似然法构建的系统发育树都获得很高的数据置信度,结果表明:三种蛏蚌与尖锄蚌、背瘤丽蚌、三角帆蚌、池蝶蚌以及日本的 Pronodularia japanensis亲缘关系密切,都隶属于隆嵴蚌亚科;父系与母系演化支互为单系群;父系比母系线粒体基因组有更快的进化速率;支持蚌科中的珠蚌亚科、无齿蚌亚科、小方蚌亚科和隆嵴蚌亚科为单系群,系统发育树的基本结构为(珠蚌亚科 Unioninae+无齿蚌亚科 Anodontinae)+(小方蚌亚科 Ambleminae+隆嵴蚌亚科 Gonideinae)。
  5.基于线粒体16S与 ND1基因联合数据,分类单元使用更为全面的淡水蚌类系统发育分析表明:北美的西方隆嵴蚌与亚洲的蛏蚌和尖锄蚌有着密切的关系,它们来源于一个最近的共同祖先。
[专利] 发明专利 CN201610910965.3
南昌大学 2017-01-11
摘要:一种河蛏蚌M型线粒体基因组全序列扩增的方法,包括基因组DNA提取、普通PCR扩增及测序、设计长片段引物、LA??PCR扩增及测序、序列拼接和基因注释。本发明获得了河蛏蚌M型线粒体基因组全序列,为河蛏蚌的种类鉴定、蚌科的系统发生学、比较和进化基因组学、谱系基因组学、种质资源保护、可持续和合理地利用奠定提供重要的基础材料。
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