九種異齒亞綱貝類線粒體基因組研究.pdf

1、線粒體基因組具有在細(xì)胞中大量存在、缺少重組、多為母系遺傳、缺少內(nèi)含子以及較高的進(jìn)化速率等特點(diǎn)，因此被廣泛用于比較和進(jìn)化基因組、分子進(jìn)化、種群遺傳、物種鑒定和不同分類水平上的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系研究。線粒體基因排列比較研究是一種十分有力的系統(tǒng)發(fā)生研究工具。近年來研究表明，基于線粒體基因組序列的系統(tǒng)發(fā)生分析比僅使用基因片段進(jìn)行的系統(tǒng)發(fā)生分析更具有說服力。作為雙殼綱種類最豐富的亞綱，異齒亞綱貝類的分類關(guān)系一直存在著眾多爭議。特別是近年來，基于形態(tài)學(xué)的

2、異齒亞綱傳統(tǒng)分類受到了基于分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)研究結(jié)果的質(zhì)疑。隨著測序技術(shù)的發(fā)展以及測序成本的降低，線粒體基因組的測序和擴(kuò)增變得越來越容易。到目前為止，異齒亞綱貝類只有10個(gè)物種線粒體基因組測定完成。本研究新測定了9種異齒亞綱貝類的12個(gè)線粒體基因組，其中包括西施舌4個(gè)個(gè)體的線粒體基因組。我們不但比較分析了新測定貝類的線粒體基因組基本組成和基因排列，同時(shí)也重建了異齒亞綱的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。具體研究結(jié)果如下：
　　1.竹蟶總科兩種貝類線粒體基

3、因組研究
　　大竹蟶（Solen grandis）和長竹蟶(Solen strictus)是中國兩種重要的經(jīng)濟(jì)貝類。近年來由于過度捕撈，兩種竹蟶的的野生種群數(shù)量急劇下降。然而到目前為止關(guān)于這兩種經(jīng)濟(jì)種類的分子信息卻非常少。本研究新測定了大竹蟶和長竹蟶的線粒體基因組并進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，兩種竹蟶的線粒體基因組具有相似的組成結(jié)構(gòu)、AT含量、基因大小和相同的基因排列順序，然而兩者的蛋白質(zhì)編碼基因的序列以及起始、終止密碼子存在較大差

4、異。非同義替換率與同義替換率的比值（Ka/Ks）顯示，蛋白質(zhì)編碼基因cox1, cox2和cox3基因承受較強(qiáng)的選擇壓力，而nad2,nad3和nad6則承受較小的選擇壓力。兩種竹蟶最長非編碼區(qū)序列并不保守，但都含有發(fā)卡結(jié)構(gòu)和(TA)12微衛(wèi)星序列。長竹蟶最長非編碼區(qū)中還存在另外一段串聯(lián)重復(fù)序列。結(jié)果顯示，兩種竹蟶線粒體基因組存在明顯差異，可以做為區(qū)分大竹蟶和長竹蟶的重要分子標(biāo)記。
　　2.櫻蛤總科六種貝類線粒體基因組研究

5、　　包括櫻蛤總科在內(nèi)的異齒亞綱貝類分類和系統(tǒng)發(fā)生學(xué)一直存在著諸多爭議。線粒體基因組已被證實(shí)是一種解決系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系的有力工具。本研究新測定了傳統(tǒng)分類中屬于櫻蛤總科的6種貝類。6種貝類的線粒體基因組大小從16352 bp到18182 bp不等，6種貝類線粒體基因組的最大非編碼區(qū)中均存在發(fā)卡結(jié)構(gòu)，其中五個(gè)非編碼區(qū)中還包含串聯(lián)重復(fù)序列。值得注意的是同屬的兩個(gè)物種具有不同的基因排列順序。利用本研究新測定的6種貝類和目前已公布的其它全部異齒亞綱貝類

6、線粒體基因組的12個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因構(gòu)建了該亞綱的系統(tǒng)發(fā)生樹。研究結(jié)果顯示縊蟶與竹蟶總科的兩種竹蟶聚為一支，而與櫻蛤總科截蟶科相距較遠(yuǎn)。除縊蟶外的5種櫻蛤總科貝類聚為一支，雙線紫蛤與總角截蟶、彩虹明櫻蛤和粗紋雙帶蛤具有較近的親緣關(guān)系，卻與其同屬的紫彩血蛤關(guān)系更遠(yuǎn)。研究結(jié)果支持比較線粒體基因序列重排是一種有效的系統(tǒng)發(fā)生分析工具。通過12個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因的系統(tǒng)發(fā)生分析，我們更傾向于縊蟶屬應(yīng)當(dāng)劃歸竹蟶總科而非櫻蛤總科?；蚺帕斜容^和系統(tǒng)發(fā)生分析

7、結(jié)果都支持紫云蛤科紫蛤?qū)贋榉菃蜗蛋l(fā)生。
　　3.蛤蜊總科西施舌線粒體基因組研究
　　越來越多海洋領(lǐng)域隱存種的揭示會(huì)增加我們對(duì)于海洋生物多樣性和進(jìn)化歷史的理解。西施舌是一種重要的經(jīng)濟(jì)雙殼貝類，但由于過度捕撈和自然環(huán)境的污染其種群數(shù)量嚴(yán)重下降。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)西施舌中可能存在隱存種的假說，本研究新測定了來自中國南北方共四個(gè)個(gè)體的線粒體基因組。綜合比較分析四個(gè)線粒體基因組結(jié)果顯示西施舌南北方個(gè)體的線粒體基因組在基因組成、蛋白質(zhì)編碼基