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《南京师范大学》 2003年
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中国泽蛙线粒体基因组结构及种群系统地理学研究

刘忠权  
【摘要】: 本文主要从线粒体基因组和种群系统地理学等两个方面对中国泽蛙进行了研究。 1 文献综述 泽蛙是我国南方的常见蛙类,广泛分布于亚洲东部、东南部和南部。中国境内的泽蛙Rnan limnocharis是Peters于1863年确定的,该种名被众多学者采用至今。但是泽蛙的分类地位一直存在争议。本章从泽蛙的形态、分类、生理生化、遗传和分子生物学,以及种群生物地理学等方面的研究进展进行了综述。 2 中国泽蛙线粒体基因组结构研究 中国泽蛙线粒体基因组全长共17717bp,除了正常的13个蛋白编码基因、22个tRNA和2个rRNA基因外,还具有区别于其它脊椎动物线粒体基因的三个显著特征:1)独特的ND5基因顺序和三个重排的tRNA基因(tRNA~(Thr),tRNA~(Pro),tRNA~(Leu(CUN))顺序;2)一个tRNA~(Met)的假基因;3)控制区的3’端具有8个含有89 bp的串联重复单元。我们还分析了基因组的碱基和氨基酸的组成、tRNA~(Met)假基因的成因,推测了22个tRNA的二级结构。另外还探讨了线粒体基因重排机制和泽蛙的分类地位,根据形态学和线粒体基因组的特点,我们认为将泽蛙从传统蛙属Rana中分出的观点是合理的。 3 两栖类动物的线粒体基因组结构比较和系统发生关系 现存两栖类的三个目的系统发生关系仍然没有统一意见,最广泛被接受的假说,是建立在形态学证据基础上,支持现生的两栖类三个目在古生代后期(300 mya)单系起源,并且无尾类和有尾类为姐妹群关系(蛙类假说)。然而,现生的两栖类单系起源和蛙类与蝾螈类紧密的系统发生关系一直存在争议。我们在测定了泽蛙线粒体全基因组序列的基础上,与已知其它的5种两栖类进行详细的比较分析,同时选择了11种高等脊椎动物的线粒体全基因序列,以硬骨鱼类做外群,用22个tRNA基因合并数据进行系统发生重建分析,结果表明MP、NJ和ML树都强力地支持现生两栖类动物为单系群并且蝾螈类和蚓螈类为姐妹群关系(自引导值分别为92%、99%、100%)。这个结果与蛙类假说是相矛盾的,与Bolt(1991) 中国泽蛙线粒体基因组结构及种群系统地理学研究 在形态学基础上提出的绒蝶类和蚓螺类为姐妹群关系的假说相一致,并得到建 立在线粒体和核tRNA基因数据基础上的许多分子研究的支持。另外我们探讨 了我们的结果与前人的研究不同的原因以及利用线粒体全基因序列进行系统发 生分析存在的偏差。 4脊椎动物线粒体基因重排及机制 脊椎动物线粒体基因顺序最初认为是 完全保守的。从非洲爪赠到人类的线粒体基因组都具有共同的基因顺序。但是 随着越来越多的动物线粒体基因组测定,发现了一些类群具有基因的重排和重 复。在我们测定的泽蛙线粒体基因组基础上,通过研究GenBank中200多种脊 椎动物的线粒体全基因中发生基因重排的类群,总结出脊椎动物线粒体基因重 排的特点。广泛用来解释脊椎动物线粒体基因重排机制的是基因区串联重复模 型,而怎样形成基因串联重复有许多模型或假说,最常见的是滑链错配机制而 引发基因串联重复;另一种是通过轻链复制的错误起始,利用具有茎环结构 *tem-and-loop structure)部位作为轻链复制起始区所引起的。线粒体基因重排 的机制可能还涉及到重组。串联重复模型可以解释大多数脊椎动物的线粒体基 因重排,特别是相邻的tRNA基因,但并不能解释全部。我们在泽蛙线粒体基 因组中发现了NDS基因的重排,这是脊椎动物中第一次报道。如果按照串联重 复模型并不能很好地来解释泽蛙NDS和tRNA基因的重排。为此,我们结合上 述机制以及线粒体复制期间初生链3’末端不稳定的特点提出整合重组模型(the integrative recombination model)来解释所有脊椎动物线粒体基因的重排机制。 这个模型可以从线粒体复制特点、基因重排的特点和发生重组的可能性等三个 方面得到证实。线粒体基因组的基因排列顺序可以提供评估脊椎动物系统发生 关系的重要信息。脊椎动物线粒体基因重排相对较少发生,但是当重排出现时, 将能够鉴别单系群,因为大量可能的基因排列使得同样的基因顺序不可能分别 独立地产生,因此具有共同的基因排列顺序很可能表明有共同的祖先。基因排 列的比较是解决具有争议的系统发生关系有力的工具。 5 中国泽蛙种群的遗传结构和系统地理学研究 中国大陆泽蛙种群的遗传 结构和种群历史还没有研究报道。以线粒体DNA的D一 区序列作为分子标 记,采集了20个地理种群57个个体样品,这些样品几乎覆盖了中国泽蛙的分 布区。测定了线粒体控制区共 519 hp长的片段。通过遗传多样性的测量,结果 发现43个可变位点,其中36个简约信息位点,共检出23个单元型。整个物种 的核在酸多样性为知一0刀129510刀0135,单元型多样性 h==0.953刀12,单
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:Q953

【引证文献】
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1 王祎玲;七筋菇植物遗传多样性与分子系统地理学研究[D];西北大学;2006年
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4 吴少英;基于线粒体控制区探讨红腹锦鸡种群进化历史[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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4 陈贵英;刘炯宇;江建平;谢锋;郑中华;;倭蛙属系统学研究进展与地理分布特征[A];中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C];2005年
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6 肖向红;曾科文;邱彦涛;王小平;;黑龙江省不同地区居群东北林蛙染色体组型分析[A];中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C];2005年
7 王继文;;鹅分子系统进化研究进展[A];家禽研究最新进展——第十一次全国家禽学术讨论会论文集[C];2003年
8 王元;金昌柱;;安徽繁昌人字洞的长毛鼠属化石[A];第十一届中国古脊椎动物学学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董晓丽;半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)线粒体基因组全序列和性别相关基因的克隆与表达分析[D];中国海洋大学;2010年
2 肖永双;西北太平洋五种海洋鱼类的分子系统地理学研究[D];中国海洋大学;2010年
3 卞晓东;鱼卵、仔稚鱼形态生态学基础研究[D];中国海洋大学;2010年
4 廖芳;重要植物疫害的检测鉴定及分子系统学研究[D];南开大学;2010年
5 刘念;三种蝗虫线粒体基因组测序与直翅目比较线粒体基因组学分析[D];陕西师范大学;2011年
6 张虹;雌核发育草鱼群体的建立及其主要生物学特性研究[D];湖南师范大学;2011年
7 刘志勇;蜜蜂性等位基因csd多态性研究[D];江西农业大学;2011年
8 赵建邦;基于代谢网络的功能模式发现及系统发生分析研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 刘红;版纳病毒全基因组序列特征及其分子进化研究[D];中国疾病预防控制中心;2011年
10 李石柱;应用现代生物信息技术对湖北钉螺遗传多样性的研究[D];中国疾病预防控制中心;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 呼光富;颖鲤杂种优势及其相关分子生物学初步研究[D];华中农业大学;2010年
2 胡浩;兰科槽舌兰属DNA条形码研究及其系统发育分析[D];甘肃农业大学;2010年
3 马国强;棘头梅童鱼和黑鳃梅童鱼的形态学、遗传学研究[D];中国海洋大学;2010年
4 李昂;中、日白姑鱼的形态学和遗传学研究[D];中国海洋大学;2010年
5 陶娟;基于线粒体基因序列探讨广义花臭蛙种群遗传结构[D];河南师范大学;2010年
6 凤阁;泽鳄(Crocodylus palustris)和菲律宾鳄(Crocodylus mindorensis)线粒体基因组全序列及鳄目的系统发生关系研究[D];安徽师范大学;2010年
7 陈高鹏;人工环境下棘腹蛙生物学特性与生态饲养技术的研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 张媛;丽金龟科部分种类线粒体基因序列比较及在分子系统学研究中的作用[D];沈阳大学;2011年
9 巴山;辽宁省东北林蛙遗传多样性与环渤海地区林蛙系统发育研究[D];沈阳师范大学;2011年
10 张晗思;林蛙属动物的系统发育关系研究及核酸指纹图谱技术在林蛙油真假鉴别中的应用[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐敬明;;斑腿树蛙消化道组织学的初步研究[J];安徽农业科学;2008年30期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 霍洪亮;中国林蛙雌性繁育技术的研究[D];东北师范大学;2002年
2 尚海英;应用ISSR和RAMP标记研究黑麦属遗传多样性[D];四川农业大学;2003年
3 葛永奇;孑遗植物银杏遗传多样性研究[D];浙江大学;2003年
4 高桂华;哈士蟆油提取物对小鼠学习记忆功能的影响及作用机制的初探[D];东北林业大学;2003年
5 乔玉山;中国李RAPD、ISSR和SSR反应体系的建立及其品种资源遗传多样性分析[D];南京农业大学;2003年
6 缑敬轩;川金丝猴(Rhinopithecus Roxellanae)种群遗传结构和分子系统地理学初步研究[D];西北大学;2004年
7 魏利;应用ISSR分子标记对西伯利亚红松(Pinus sibirica Du Tour)遗传多样性研究[D];东北林业大学;2004年
8 宁方勇;林蛙人工繁育及18S测序的研究[D];东北农业大学;2004年
9 蔡垚;应用微卫星标记进行江豚种群遗传结构和亲缘关系判别的研究[D];南京师范大学;2004年
10 张颖颖;中国盐芥居群间和居群内的遗传多样性研究[D];山东师范大学;2004年
【二级引证文献】
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1 王祎玲;李欣;郭晶;郭志刚;赵桂仿;;七筋菇种群的克隆多样性及其与生境因子的相关性分析[J];中国科学(C辑:生命科学);2008年06期
2 黄翔;周立志;;蒙新区子午沙鼠种群的遗传多样性和遗传结构[J];兽类学报;2012年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周天华;中国特有属植物——马蹄香(Saruma henryi Oliv.)的分子谱系地理学与遗传多样性研究[D];西北大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈家媛;基于叶绿体DNAtrnL-FB序列研究天然红松的分子系统地理学[D];辽宁师范大学;2010年
2 张晗思;林蛙属动物的系统发育关系研究及核酸指纹图谱技术在林蛙油真假鉴别中的应用[D];吉林大学;2011年
3 高亚卉;濒危物种太行菊属植物的遗传多样性与保护策略[D];山西师范大学;2012年
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8 曹玲亮;基于微卫星标记的克氏原螯虾遗传多样性研究[D];安徽大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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7 吴云龙,孙源澂;泽蛙早期胚胎发育的初步观察[J];动物学杂志;1981年03期
8 周亚平;抚州市泽蛙的食性[J];动物学杂志;2001年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 田相军;水稻线粒体基因组[D];浙江大学;2006年
9 申欣;软甲纲动物和星虫动物线粒体基因组特征及分子进化研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
10 陈海霞;细首科纽虫分子系统发育及三种纽虫线粒体基因组的研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭文英;蚜虫代表物种的线粒体基因组研究[D];东北师范大学;2011年
2 王晓明;海南兔的线粒体基因组结构特征与系统演化初探[D];山东大学;2012年
3 林立亮;四种山雀线粒体基因组测序与雀形目线粒体谱系基因组学分析[D];陕西师范大学;2011年
4 徐冬丽;两种纽虫的线粒体基因组研究[D];中国海洋大学;2011年
5 聂新平;细带闪蛱蝶线粒体基因组特征及系统发育研究[D];山西大学;2011年
6 杨辉;郑氏比蜢线粒体基因组分析及直翅目昆虫线粒体基因组的进化与翅型和生态型的关系研究[D];陕西师范大学;2011年
7 郭忠超;北方花鳅线粒体基因组测序及鳅类系统发育分析[D];陕西师范大学;2011年
8 王玉玉;大别山越南蜉Vietnamella dabieshanensis和桶形赞蜉Paegniodes cupulatus线粒体基因组序列的测定(昆虫纲:蜉蝣目)[D];南京师范大学;2011年
9 孔令明;海南坡鹿线粒体基因组特征及在鹿科动物系统演化过程中的地位[D];山东大学;2010年
10 李小强;圆舌浮蛙(Occidozyga martensii)线粒体基因组结构及新蛙亚目的系统发生关系研究[D];安徽师范大学;2010年
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