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基于线粒体和核基因标记研究龟鳖目部分种类的系统发育关系

郑将臣  
【摘要】:本论文基于线粒体12S核糖体RNA(mitochondrial 12S ribosomal RNA,12SrRNA)、线粒体16S核糖体RNA(mitochondrial 16S ribosomal RNA,16SrRNA)以及两个核基因:重组激活基因(Recombination activating genes,Rags)和RNA指纹蛋白35(RNA fingerprint protein 35,R35)的序列,初步分析部分龟鳖类的分子系统学特征,探讨其种间、属间、科间的分类地位。 1)12SrRNA:测定了15种龟类线粒体12S rRNA基因片段的序列。比对后获得一致序列长为433bp,有191个变异位点,总变异率为43.2%,其中简约信息位点108个。A、T、G、C的平均含量分别为21.46%、34.42%、25.85%和18.27%。A+T含量(55.9%)高于G+C含量(44.2%)。在433个核苷酸位点中,有插入/缺失35个,转换为34,颠换为21,转换/颠换比率为1.67。与NCBI上其它一些龟鳖的序列进行比对后,得到414bp的一致序列,其中236个为变异位点,总变异率为57.00%;简约信息位点181个。A、T、G、C的平均含量分别为35.7%、22.2%、18.1%、24.0%。A+T含量(57.9%)高于G+C含量(42.1%)。在414个核苷酸位点中,转换为30,颠换为14,转换/颠换比率为2.12。基于Kimura双参数模型(Kimura-2-parameter,K-2-P)分析龟鳖类种间、属间、科间遗传距离,并用邻接法构建分子系统树。结果显示:7种闭壳龟种间差异在0~0.043,平均为0.022;淡水龟科属间遗传距离为0.007~0.140,平均为0.074;曲颈龟亚目9个科间(不包括平胸龟)遗传距离为0.055~0.197,平均为0.139。由此认为,淡水龟科与陆龟科间亲缘关系比龟科更近;不支持将闭壳龟属拆分为闭壳龟属和盒龟属;支持将平胸龟属归为鳄龟科的一个属。 2)16SrRNA:通过PCR扩增获得13种龟鳖类的线粒体16S rRNA基因片段序列,结合NCBI 47种龟鳖的同源序列一并分析。结果显示:60条序列比对排序后得到480bp的一致序列,其中有可变位点229个,总变异率为47.7%;简约信息位点186个,插入/缺失80个。4种碱基平均含量分别是:A-33.6%、T-24.3%、G-18.5%、C-23.7%,转换/颠换比率为1.95。7种闭壳龟种间的遗传距离为0.004~0.063,平均为0.03;潮龟科17个属间遗传距离为0.053~0.120,平均为0.091;曲颈龟亚目8个科间(不包括平胸龟)遗传距离为0.071~0.259,平均为0.169。用60条序列构建的邻接法(Neighbor-joining,NJ)、最大简约法(Maximum-parsimony,MP)和最大似然法(Maximum Likelihood,ML)系统树两两之间的拓扑结构均存在差异。本研究结果支持陆龟科与潮龟科组成一个单系类群,然后在与龟科构成姐妹群;支持将乌龟重新归入拟水龟属、将锯缘龟纳入闭壳龟属的观点;支持闭壳龟属不应拆分的观点,即不将黄缘盒龟和黄额盒龟归入盒龟属。这些均与依据12S rRNA序列所得结论相一致。然而本文支持将平胸龟属提升为单独的一个科,这与12S rRNA序列的结果不同。 3)核基因:通过PCR扩增和测序的方法,获得2种龟的R35内含子部分序列,以及6种龟的Rag2基因部分序列。并结合NCBI其它龟鳖的同源序列一并分析。结果显示:R35序列比对后得到941bp的一致序列,Rag2比对后得到620bp的一致序列,二者合并、比对后得到1561bp的一致序列,其中共有505个可变核苷酸位点,总变异率为32.35%;简约信息位点239个,插入/缺失139个,转换/颠换比率为1.64。碱基A、T、G、C的平均含量分别为29.5%、28.5%、22.8%、19.2%。其中海龟科和鳄龟科之间K-2-P的遗传距离最小,为0.025,鳖科和南美侧颈龟科之间的遗传距离最大,为0.182。系统树显示,陆龟科与潮龟科构成一个单系类群,再与龟科形成姐妹群;支持陆龟总科与鳄龟科+海龟总科构成姐妹群,鳄龟科和海龟总科是姐妹群的关系。


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