中國狼、犬科及部分食肉目動(dòng)物線粒體全基因組研究.pdf

1、脊椎動(dòng)物線粒體DNA長(zhǎng)度在16kb左右，呈雙鏈環(huán)狀，具有突變率高，母系遺傳，缺乏重組等優(yōu)點(diǎn)，是目前惟一能夠從基因組水平來分析動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育的分子標(biāo)記。作為基因組進(jìn)化研究模型，線粒體基因組的比較研究，在生物起源進(jìn)化領(lǐng)域?qū)l(fā)揮巨大的作用。 食肉目動(dòng)物物種、遺傳多樣性豐富，多數(shù)位于食物鏈頂端，在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡中具有重要作用，目前在食肉目動(dòng)物分類和系統(tǒng)進(jìn)化方面存在較大爭(zhēng)議。 為研究食肉目動(dòng)物的系統(tǒng)進(jìn)化和以中國狼為代表的東亞地區(qū)的

2、狼的系統(tǒng)發(fā)育，本文參照近緣物種線粒體全基因組序列，設(shè)計(jì)14對(duì)特異引物，采用PCR產(chǎn)物直接測(cè)序法測(cè)得中國狼(Canis lupus chanco)線粒體基因組全序列，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析，并對(duì)犬科、食肉目動(dòng)物線粒體全基因組進(jìn)行了比較研究。 結(jié)果表明： 1.中國狼線粒體基因組全長(zhǎng)16，774 bp，包括13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、2個(gè)rRNA基因、22個(gè)tRNA基因和1個(gè)非編碼控制區(qū)。除ND2，ND3和ND5基因以AUA作為起始

3、密碼子外，其他基因的起始密碼子均為AUG。除COXIII，ND4，ND3基因的終止密碼子分別為不完全的U，U，UA； ND2，COXII， Cytb基因的終止密碼子是UAG，UAG，AGA外；其余基因均以UAA作為終止密碼子，而歐亞狼和狗COX II基因則以UAA終止?；诮壊溉閯?dòng)物15種近緣物種的線粒體基因組的12S rRNA、16S rRNA基因與12個(gè)重鏈蛋白編碼基因全序列，用鄰近法、最大簡(jiǎn)約法和最大似然法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，系統(tǒng)進(jìn)

4、化關(guān)系與傳統(tǒng)的系統(tǒng)分類基本一致，在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，探討了中國狼的進(jìn)化地位。 2.在基因組水平上對(duì)四種犬科動(dòng)物的線粒體基因組全序列進(jìn)行比較分析其結(jié)構(gòu)特征。四種犬科動(dòng)物的線粒體基因組結(jié)構(gòu)和排列順序均與哺乳動(dòng)物的相同，顯示出其在進(jìn)化上的保守性；線粒體基因組各部分的堿基組成均表現(xiàn)出AT含量高，G含量最低的堿基偏好性；tRNA-Trp/tRNA-Ala，COX2/tRNA-Lys基因之間的間隔序列較長(zhǎng)，ATP8/ATP6，ND5/ND6

5、基因重疊序列較長(zhǎng)；CUA(Leu)，AUU(Ile)，AUA(Met)等密碼子使用頻率最高，同時(shí)密碼子第三位使用G的頻率最低；在“WANCY”區(qū)中都存在輕鏈復(fù)制起始點(diǎn)(OL)的核苷酸組成和二級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守；在犬，狼，郊狼線粒體基因組控制區(qū)存在(10 bp)的相似重復(fù)序列，但在赤狐中重復(fù)序列差異較大，由于重復(fù)序列的保守性，可作為特異的分子標(biāo)記，對(duì)于犬科動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育、分類研究、遺傳多樣性保護(hù)等領(lǐng)域具有重要的參考價(jià)值。 3.比較分析了

6、9科10種部分食肉目動(dòng)物線粒體基因組。基因結(jié)構(gòu)和排列順序較為固定。AT含量高于GC含量，A含量普遍較高，G的含量最少，存在堿基偏好性。起始密碼子AUG使用頻率最高，終止密碼子多為UAA。海豹科中發(fā)現(xiàn)COIII、NADH3、NADH4基因無終止密碼子的翻譯異?，F(xiàn)象。CUA(Leu)，AUU(Ile)，AUC(Ile)，AUA(Met)等密碼子使用頻率均較高，CUA(Leu)密碼子使用頻率最高，無AGG(Ter)終止密碼子。密碼子第三位G的