部分軟骨魚類線粒體基因組特征分析和cox1基因的鑒定應(yīng)用.pdf

1、軟骨魚類是有頜類動(dòng)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(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育中有著特殊的進(jìn)化地位，其科研和經(jīng)濟(jì)價(jià)值也十分突出。雖然軟骨魚類物種類型豐富，生物學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，但由于其特殊的生活環(huán)境樣本采集和研究相對(duì)困難，相關(guān)的研究報(bào)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(gè)目33個(gè)屬50個(gè)種），對(duì)我國(guó)境內(nèi)存在的部分軟骨魚類線粒體基因組進(jìn)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(shí)從福建、廣東、浙江和山東4個(gè)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(yàn)證其在軟骨魚類分子鑒定中的可行性（樣本采集前先進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定以初步確定軟骨魚種類）。研究結(jié)果如下:

3、>　　1.對(duì)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(dòng)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(dòng)物中存在的倒位或異位現(xiàn)象不同，它符合脊椎動(dòng)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(wú)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(duì)較高，這與以往的研究結(jié)果相一致。(3)差異位點(diǎn)研究中c

4、ox1基因的差異位點(diǎn)比例最低，具有相對(duì)較高的保守性，而nad5基因差異位點(diǎn)數(shù)最多，推測(cè)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(biāo)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(gè)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(xué)分類階元中目和屬的分類提供了分子生物學(xué)的證據(jù)。(2)系統(tǒng)發(fā)育樹的拓?fù)浣Y(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(gè)大的分支，其中全頭亞綱的銀鮫目(Chimaeriformes)進(jìn)化地位較為原始，而板鰓亞綱內(nèi)部又聚成兩個(gè)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(yàn)證了傳統(tǒng)分類學(xué)觀點(diǎn)中對(duì)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(guò)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(duì)較大，與種間遺傳距離發(fā)生一定的重疊，推測(cè)cox1基因在物種鑒定過(guò)程可能存在誤差，即對(duì)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(zhǔn)確性。(2)基于18個(gè)物種的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示:除扁鯊目Squatiniformes扁鯊屬Squatina的臺(tái)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(cè)對(duì)于親緣關(guān)系較近或分化時(shí)間較短的物種，由于cox1基因片段提供的信息位點(diǎn)較少，沒(méi)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(zhǔn)確性。
　　本研究通過(guò)

8、對(duì)我國(guó)部分軟骨魚類線粒體基因組特征分析和對(duì)cox1基因在物種鑒定中的可行性驗(yàn)證，提出的觀點(diǎn)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(biāo)記。(2)在系統(tǒng)進(jìn)化上驗(yàn)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(yàn)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(cè)單一cox1基因鑒