华南部分渔业动物DNA条形码信息与系统进化分析

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华南水域众多,渔业生物种质资源丰富,是我国重要的种质资源库。由于形态学鉴定的缺陷,加之传统分类学家日趋减少,渔业生物的鉴定与分类发展遇到瓶颈,亟待一种快速、廉价和规范的物种鉴定方法来解决。以线粒体DNA为载体的物种鉴定技术,即DNA条形码技术,可以弥补传统形态学鉴定缺陷,即使物种失去形态学特征,也能通过DNA条形码技术予以快速且准确鉴定。本论文利用DNA条形码技术,对部分华南渔业动物进行了鉴定分类研究。采集了华南水域渔业动物81个物种,共1653个样本,研究获得DNA条形码数(COI基因)837个,整理形成华南渔业动物DNA条形码信息库。测定了线纹尖塘鳢线粒体DNA全序列。通过与已有云斑尖塘鳢的线粒体DNA全序列比对,针对两者在线粒体COI基因的差异位点,设计并获得种特异性引物,建立了这两个物种简便的鉴别方法,解决了云斑尖塘鳢与线纹尖塘鳢在幼苗阶段不易鉴别的难题。基于DNA条形码的目标基因(COI基因),对采集到的鲤科、塘鳢科、鲇形目、十足目和龟鳖目的物种进行遗传距离与系统进化分析,研究结果充实了传统分类学的成果,也为其中存在的物种归属问题提供了一些佐证数据。研究内容如下:1.线纹尖塘鳢线粒体基因组的测定线纹尖塘鳢原产于澳大利亚东北部昆士兰,1996年被引进到我国南方珠三角地区,因其肉质鲜美,深受消费者喜爱。在本节研究中,首先,参照与线纹尖塘鳢同属的云斑尖塘鳢的线粒体DNA全序列,进行分段引物设计。然后,利用设计的引物对线纹尖塘鳢进行PCR扩增,测序、序列拼接与比对,首次获得了线纹尖塘鳢线粒体DNA全序列。线纹尖塘鳢的线粒体DNA与其他硬骨鱼类一样,含有37个基因(22个tRNA基因、2个rRNA和13个蛋白质编码基因),存在三种蛋白编码基因的终止密码子(T,TA和TTA),是一个相对稳定且全长为16519bp的环状结构。线纹尖塘鳢线粒体DNA全序列的测定,为该物种的鉴定与遗传进化研究奠定数据基础。2.鉴别云斑尖塘鳢与线纹尖塘鳢的分子标记云斑尖塘鳢原产于泰国越南等东南亚国家,属水产养殖中的比较名贵品种,与线纹尖塘鳗同为尖塘鳢属。通过对二者mtDNA中COI基因特异性位点分析和比对,初步设计10对引物,通过筛选获得一对特异性引物(XW1)。这对特异性引物XW1可在线纹尖塘鳢中扩增获得170bp的单一产物,而在云斑尖塘鳢中均无产物。通过PCR扩增产物的有无,可以区分两个物种。并在随机选择的20个样本中得到验证。本研究提供一种可以快速且不需要测序的方法来鉴别云斑尖塘鳢和线纹尖塘鳢。3.水生动物DNA条形码与遗传进化分析本研究在华南区域采集水生动物样本1653个,涉及81个种,共获得DNA条码数(COI基因)837个。通过组织样品DNA提取,COI基因通用引物PCR扩增,序列比对和确认。对采集到的鲤科、塘鳢科、鲇形目、十足目和龟鳖目,基于COI基因进行遗传距离与系统进化的分析,特别是对龟鳖目分类分析与研究,为目前仍存在争议的拟水龟属划分问题提供一种参考意见。分析结果表明:广东鲂与鳊鱼,海南红鉑与翘嘴鉑,种间遗传距离较近,种间差异较小;中华乌塘鳢、云斑尖塘鳢和线纹尖塘鳢聚为一支,褐塘鳢与尖头塘鳢聚为一支;珠江特有种珠江长臀鮠与黄颡鱼、南方大口鲶、斑鳗聚为一支,亲缘关系与黄颡鱼相对较近;广盐性脊尾白虾与淡水型日本沼虾和罗氏沼虾聚为一支;乌龟与拟水龟属其他物种之间遗传距离介于0.03-0.08,系统进化树聚为一支,因此支持将乌龟归入拟水龟属。
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