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胞中大量存在、缺少重組、多為母系遺傳、缺少內含子以及較高的進化速率等特點，因此被廣泛用于比較和進化基因組、分子進化、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系一直存在著眾多爭議。特別是近年來，基于形態(tài)學的

2、異齒亞綱傳統(tǒng)分類受到了基于分子系統(tǒng)發(fā)生學研究結果的質疑。隨著測序技術的發(fā)展以及測序成本的降低，線粒體基因組的測序和擴增變得越來越容易。到目前為止，異齒亞綱貝類只有10個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個線粒體基因組，其中包括西施舌4個個體的線粒體基因組。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，同時也重建了異齒亞綱的系統(tǒng)發(fā)生關系。具體研究結果如下：
　　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濟貝類。近年來由于過度捕撈，兩種竹蟶的的野生種群數量急劇下降。然而到目前為止關于這兩種經濟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行了比較分析。結果表明，兩種竹蟶的線粒體基因組具有相似的組成結構、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，蛋白質編碼基因cox1, cox2和cox3基因承受較強的選擇壓力，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)卡結構和(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重復序列。結果顯示，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、　　包括櫻蛤總科在內的異齒亞綱貝類分類和系統(tǒng)發(fā)生學一直存在著諸多爭議。線粒體基因組已被證實是一種解決系統(tǒng)發(fā)生關系的有力工具。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)卡結構，其中五個非編碼區(qū)中還包含串聯重復序列。值得注意的是同屬的兩個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個蛋白質編碼基因構建了該亞綱的系統(tǒng)發(fā)生樹。研究結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。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系，卻與其同屬的紫彩血蛤關系更遠。研究結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個蛋白質編碼基因的系統(tǒng)發(fā)生分析，我們更傾向于縊蟶屬應當劃歸竹蟶總科而非櫻蛤總科。基因排列比較和系統(tǒng)發(fā)生分析

7、結果都支持紫云蛤科紫蛤屬為非單系發(fā)生。
　　3.蛤蜊總科西施舌線粒體基因組研究
　　越來越多海洋領域隱存種的揭示會增加我們對于海洋生物多樣性和進化歷史的理解。西施舌是一種重要的經濟雙殼貝類，但由于過度捕撈和自然環(huán)境的污染其種群數量嚴重下降。為了進一步檢驗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個體的線粒體基因組。綜合比較分析四個線粒體基因組結果顯示西施舌南北方個體的線粒體基因組在基因組成、蛋白質編碼基