高体雅罗鱼线粒体基因组全序列测定及雅罗鱼亚科鱼类系统发育分析

摘要

高体雅罗鱼（Leuciscusidus）是一种冷水性鱼类，分布于欧洲、中亚和新疆北部的额尔齐斯河水系。高体雅罗鱼属于鲤科雅罗鱼属。世界上有雅罗鱼属鱼类大约30余种，我国有7种，它们是:瓦氏雅罗鱼（Leuciscuswaleckii）、图们雅罗鱼(Leuciscuswaleckiitumensis)、准噶尔雅罗鱼（Leuciscusmerzbacheri)、贝加尔雅罗鱼（Leuciscusleuciscusbaicalensis）、高体雅罗鱼（Leuciscusidus）、滩头雅罗鱼（Leuciscusbrandti）和珠星雅罗鱼(Leuciscushakonensis)。近些年来，雅罗鱼属各种的种群数量与规模都在下降，有的种在人们还没有开始了解它时就已经消失了。2013年《经济观察报》的一篇报道称黄河雅罗鱼在黄河里已经绝迹，我国的雅罗鱼类种群现状可见一斑。目前雅罗鱼属鱼类已经公开的线粒体基因信息也不是很多，GenBank上面仅公布了瓦氏雅罗鱼的线粒体基因全序列。本实验以瓦氏雅罗鱼的线粒体DNA为模板，使用步移法扩增并测定了高体雅罗鱼的线粒体基因全序列，并已上传GenBank，可以充实雅罗鱼属鱼类的基因信息，并为雅罗鱼属以及其他近缘种的线粒体基因的研究提供参考和支持。
　　雅罗鱼亚科是鲤形目、鲤科的一个亚科。鲤科作为世界上现生鱼类最大的一个科，其系统发生关系、起源分布、种群差异等方面已经成为人们研究的焦点。雅罗鱼亚科作为它的下属分类单元，自然也备受人们关注，例如斑马鱼已经成了研究脊椎动物发育生物学的一种模式生物。本实验按照《中国鲤鱼类志》中伍献文对雅罗鱼亚科的分类，从GenBank上下载了16属16种已经公布的雅罗鱼亚科鱼类的线粒体基因信息，结合本实验已经测出的高体雅罗鱼线粒体基因信息，从Cytb和16SrRNA基因入手，对雅罗鱼亚科构建系统发育的分子进化树。本实验采用了Kimma2-Pamameterdiatance模式，采用邻接法和最大似然法构建了NJ树和ML树;采用贝叶斯法GTR+Γ+I的模式，构建了BI树。主要研究结论如下:
　　1.高体雅罗鱼线粒体基因全长为16603bp，和瓦氏雅罗鱼的序列相似度为92.1％，并与其他已经公布的大多数鱼类线粒体DNA的组成与排列相同。线粒体基因对碱基的利用率很高，基因排列极为紧密，很少有基因间隔，有的基因间甚至还出现了基因重叠。蛋白质基因的基因序列没有内含子。整条序列的AT含量百分比为55％，表现为AT偏倚，蛋白质编码序列，rRNA序列、tRNA序列以及控制区序列全部表现为AT偏倚，其中控制区的AT含量最高为63.8％。13个编码蛋白质的序列除了COⅠ以GTG作为启动子外，其他全部以ATG作为启动子。ND1、COⅠ、ATPase6、ND4L、ND5基因以TAA作为其终止子，ATPase8和ND6的终止子为TAG，其他的则使用不完全的终止子T或者TA。
　　2.基于Cytb和16SrRNA基因，使用邻接法、最大似然法和贝叶斯法构建的6棵分子进化树的相似度较高，它们之间的差异出现在青鱼属（Mylopharyngodon）、草鱼属（Ctenopharynodon）和赤眼鳟属（Spualiobarbus）3个属。在Cytb基因的NJ树中，青鱼属和赤眼鳟属互为姐妹群，它们形成的单系群又和草鱼属形成姐妹群关系;而在Cytb基因的ML树中，青鱼属和草鱼属的位置出现了互换;Cytb基因的BI树中，青鱼属与马口鱼属（Opsariichthys）和鱲属（Zacco）形成的单系群互为姐妹群，这一单系群与草鱼属和赤眼鳟属两两互为姐妹群。在16SrRNA基因的ML树中，赤眼鳟属和青鱼属亲缘关系更近一些，而在16SrRNA基因的NJ树中，赤眼鳟属和草鱼属的亲缘关系更近。在16SrRNA基因的BI树中，赤眼鳟属、草鱼属、青鱼属构成的分枝不再处在树的最顶端，而是更靠近树的基部。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 文献综述

1 线粒体

2 鱼类线粒体基因组研究现状

2．1 鱼类线粒体基因组的结构

2．2 鱼类线粒体基因组的特点

3 鱼类线粒体DNA的应用

3．1 线粒体DNA在鱼类系统学中的应用

3．2 在鱼类种间杂交渐渗的应用

3．3 种群的识别

4 雅罗鱼亚科鱼类的系统进化关系研究现状

5 研究的目的和意义

第二章 高体雅罗鱼线粒体基因组全序列的测定及分析

1 实验材料与方法

1．1 实验仪器

1．2 实验试剂

1．3 样本

1．4 实验前的准备工作

1．5 实验方法

2 结果与分析

2．1 高体雅罗鱼线粒体DNA结构

2．2 碱基组成

2．3 蛋白质编码基因

2．4 rRNA基因和tRNA基因

3 讨论

第三章 雅罗鱼亚科16个属的系统进化树的构建

1 材料与方法

1．1 实验数据的获得

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 用于构建分子树的数据集的比较信息

2．2 建树结果

3 讨论

参考文献

附录

致谢