笛鲷属鱼类长波段视蛋白(LWS)基因序列与进化的比较分析

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笛鲷属(Lutjanus)鱼类隶属鲈形目(Perciformes)笛鲷科(Lutjanidae),是广泛分布于热带和亚热带的岩礁鱼类,是我国南海海域重要的经济鱼类。本文从分子系统进化和基因序列分析两个方面来阐述笛鲷属鱼类在进化与序列结构组成的关系,本研究选取线粒体片段(COI)中性标记和功能性核基因(LWS)进行系统比较分析笛鲷鱼类的进化关系与物种形成,而且通过对LWS基因序列的分析对其结构作进一步的了解。由于本文选取的对象为14种笛鲷属鱼类,因此利用DNA条码鉴定和筛选出的各物种典型标本是有必要的。本文还选取了19种外群物种(其中包括脊椎动物和无脊椎动物)的LWS序列与本研究扩增得到的14种笛鲷鱼类的LWS基因进行系统进化分析,其结果表明无脊椎动物和陆生脊椎动物各聚为一支且两栖类介于陆生脊椎动物和鱼类之间。而笛鲷鱼类一支与中性标记相比显示在奥氏笛鲷和画眉笛鲷之间,四带笛鲷和孟加拉笛鲷之间,及马拉巴笛鲷、红鳍笛鲷和千年笛鲷之间的分子进化关系较为近。从进化树可以看到蓝色笛鲷(四带笛鲷和孟加拉笛鲷)和红色笛鲷(马拉巴笛鲷、红鳍笛鲷和千年笛鲷)分别聚在一起这与形态学分类系统中所侧重的体色、体侧带型等外部形态特征有明显的相关性。在高级阶元上,氨基酸序列比对分析所得到的进化关系与形态学分类是一致,即笛鲷属、鲤形目(斑马鱼、金鱼)和陆生脊椎动物(人、鼠和蜥蜴)各自聚为一支。但在笛鲷属的进化支中聚类关系与中性标记的系统进化树相比,画眉笛鲷和奥氏笛鲷的发生了分离,在氨基酸180号位点中画眉笛鲷是A而奥氏则为S。这暗示着,在笛鲷属鱼类生态重叠区域(即地理隔离不完全)的物种分化过程中视蛋白LWS基因的选择性进化可能扮演了重要角色。本研究测定了红鳍笛鲷(Lutjanus erythopterus)和约氏笛鲷(Lutjanus johni)的cDNA的部分序列以及其3’UTR序列。其中红鳍笛鲷包含可读编码框为693bp,编码230个氨基酸,约氏笛笛鲷包含可读编码框690bp,编码229个氨基酸,而红鳍笛鲷3’UTR为176bp,约氏笛笛鲷则为187bp;分析这两种笛鲷LWS基因序列时得到一个具AT-AC结构的剪切体内含子片段。红鳍笛鲷和约氏笛鲷与陆生脊椎动物进行了同源性比较发现其与硬骨鱼类的同源性最高。
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