部分軟骨魚類線粒體基因組特征分析和cox1基因的鑒定應用.pdf

1、軟骨魚類是有頜類動物中最原始的一支，主要有全頭亞綱(Holocephali)和板鰓亞綱(Elasmobranchii)的銀鮫類、鯊類和魟鰩類三大類。作為數(shù)量眾多、分布廣泛的軟骨魚類不僅在脊椎動物系統(tǒng)發(fā)育中有著特殊的進化地位，其科研和經(jīng)濟價值也十分突出。雖然軟骨魚類物種類型豐富，生物學價值和經(jīng)濟價值高，但由于其特殊的生活環(huán)境樣本采集和研究相對困難，相關(guān)的研究報道尤其是系統(tǒng)的研究還比較少。本研究立足于GenBank現(xiàn)有的軟骨魚類線粒體基因組

2、數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)涵蓋軟骨魚類10個目33個屬50個種），對我國境內(nèi)存在的部分軟骨魚類線粒體基因組進行研究，以了解軟骨魚類線粒體基因組的基本特征，分析軟骨魚類間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，篩選適合于軟骨魚類分子鑒定的條形碼基因。同時從福建、廣東、浙江和山東4個省份采集部分軟骨魚類的肌肉樣本，利用PCR技術(shù)獲得部分樣本線粒體cox1基因，分析其序列特征并驗證其在軟骨魚類分子鑒定中的可行性（樣本采集前先進行形態(tài)學鑒定以初步確定軟骨魚種類）。研究結(jié)果如下:

3、>　　1.對50條軟骨魚類線粒體基因組特征分析顯示:(1)軟骨魚類作為有頜類動物中最原始的一支其線粒體基因組基因排列順序與棘皮動物中存在的倒位或異位現(xiàn)象不同，它符合脊椎動物的一般編碼特征:不同基因在環(huán)狀線粒體內(nèi)部的排列順序完全相同，無倒位異位現(xiàn)象存在。(2)A+T的平均含量(60.64％)高于G+C的平均含量(39.36％)，有一定的堿基偏向性，其A+T的平均含量與硬骨魚類相比也相對較高，這與以往的研究結(jié)果相一致。(3)差異位點研究中c

4、ox1基因的差異位點比例最低，具有相對較高的保守性，而nad5基因差異位點數(shù)最多，推測cox1基因可作為軟骨魚類分子鑒定的理想條形碼基因，而nad5基因則可作為cox1基因的輔助分子標記。
　　2.軟骨魚類線粒體基因組13種蛋白質(zhì)基因聯(lián)合構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示:(1)軟骨魚類不同個體在目與屬的水平上分別聚成單系分支，這為軟骨魚類傳統(tǒng)形態(tài)學分類階元中目和屬的分類提供了分子生物學的證據(jù)。(2)系統(tǒng)發(fā)育樹的拓撲結(jié)構(gòu)顯示軟骨魚類主要分為全頭

5、亞綱和板鰓亞綱兩個大的分支，其中全頭亞綱的銀鮫目(Chimaeriformes)進化地位較為原始，而板鰓亞綱內(nèi)部又聚成兩個分支，鰩形總目親緣關(guān)系較近的鰩目(Rajiformes)和鲼目(Myliobatiformes)聚成一支，其余為鯊形總目聚成另一支，初步驗證了傳統(tǒng)分類學觀點中對軟骨魚類的在目階元上的分類。(3)軟骨魚類的親緣關(guān)系:（（（（（真鯊目+鼠鯊目）+須鯊目）+虎鯊目）+（（角鯊目+鋸鯊目）+扁鯊目））+（鰩目+鲼目））+銀鮫

6、目。
　　3.通過采集到的鯨鯊(Rhincodon typus)、路氏雙髻鯊(Sphyrna lewini)和北太平洋角鯊(Squalus suckleyi)肌肉樣本提取線粒體部分cox1基因片段，研究分析發(fā)現(xiàn):(1)路氏雙髻鯊cox1基因片段的種內(nèi)遺傳差異相對較大，與種間遺傳距離發(fā)生一定的重疊，推測cox1基因在物種鑒定過程可能存在誤差，即對于某些廣布種，由于受地理環(huán)境的影響種內(nèi)遺傳差異較大，與種間遺傳距離發(fā)生重疊，在一定程度上

7、影響了分子鑒定的準確性。(2)基于18個物種的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示:除扁鯊目Squatiniformes扁鯊屬Squatina的臺灣扁鯊(Squatina formosa)和星云扁鯊(Squatina nebulosa)外，其余18種軟骨魚類在NJ樹圖中均以單系分支存在，推測對于親緣關(guān)系較近或分化時間較短的物種，由于cox1基因片段提供的信息位點較少，沒有足夠的變異將其區(qū)分開，降低了基于cox1基因的分子鑒定的準確性。
　　本研究通過

8、對我國部分軟骨魚類線粒體基因組特征分析和對cox1基因在物種鑒定中的可行性驗證，提出的觀點和結(jié)論如下:(1)篩選cox1基因作為軟骨魚類物種鑒定的理想DNA條形碼基因，而nad5基因則可作為cox1基因的輔助分子標記。(2)在系統(tǒng)進化上驗證了軟骨魚類在大的分類階元上傳統(tǒng)的分類規(guī)律。(3)初步驗證了cox1基因在軟骨魚類分子鑒定中具有一定可行性。(4)發(fā)現(xiàn)cox1基因在鑒定軟骨魚類部分近緣種和廣布種上存在一定的誤差，推測單一cox1基因鑒