纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物若干重要類(lèi)群的分子系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物由于復(fù)雜特化的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)(如纖毛、皮膜結(jié)構(gòu))、分司不同功能的大小兩種核型以及獨(dú)特的接合生殖方式，在分子水平的細(xì)胞學(xué)、真核生物遺傳學(xué)，尤其在細(xì)胞衰老及基因調(diào)控、核一質(zhì)關(guān)系、細(xì)胞分化與反分化、細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能、寄生共生生態(tài)位間關(guān)系、生命的起源與進(jìn)化等研究領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。 我國(guó)纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物的研究，尤其是海洋類(lèi)群纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的研究，雖然有了二十多年的積累，但由于傳統(tǒng)技術(shù)手段的限制以及相關(guān)信息

2、的局限(包括細(xì)胞發(fā)生資料和分子生物學(xué)信息)，許多類(lèi)群的分類(lèi)地位及系統(tǒng)關(guān)系長(zhǎng)期存疑(特別是那些罕見(jiàn)及處于關(guān)鍵演化地位的類(lèi)群)，大量空缺以及前人所遺留下的不足、混亂和錯(cuò)誤急需分子水平的修訂和清理，同時(shí)許多迄今尚未涉及類(lèi)群的分子生物學(xué)信息的空白有待填補(bǔ)。 利用纖毛蟲(chóng)相對(duì)保守的小亞基單位核糖體基因(SSU rRNA)及相對(duì)變異較大的ITS1-5.8S-ITS2序列探討其分子分類(lèi)學(xué)特征、系統(tǒng)發(fā)生和演化地位，已成為本領(lǐng)域以形態(tài)學(xué)和細(xì)胞發(fā)生

3、學(xué)為主的系統(tǒng)學(xué)研究不可或缺的重要組成。然而，由于國(guó)際間分子生物學(xué)研究起步較晚以及類(lèi)群間工作進(jìn)展的不平衡，導(dǎo)致了大量的地位不明種或關(guān)鍵類(lèi)群相關(guān)信息的缺失，此又進(jìn)一步地限制了對(duì)諸多相關(guān)研究(基因種的建庫(kù)、綱目級(jí)階元的系統(tǒng)定位等)的開(kāi)展。尤其是在許多發(fā)生學(xué)資料缺乏并且長(zhǎng)期系統(tǒng)學(xué)地位不明的類(lèi)群，分子工作的開(kāi)展將在很大程度上解決和完善許多關(guān)鍵類(lèi)群在系統(tǒng)進(jìn)化上的爭(zhēng)議和不足。 本工作在SSU rRNA、ITS區(qū)等序列測(cè)序、分析的基礎(chǔ)上，首次

4、完成了對(duì)纖毛門(mén)內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育地位長(zhǎng)期不明的若干重要科屬之系統(tǒng)學(xué)分析，涉及5綱、10目、16科、19屬、25種纖毛蟲(chóng)的小亞基單位核糖體rRNA基因、13種纖毛蟲(chóng)的轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)域(ITS1-5.8S-ITS2序列)分析、分子樹(shù)構(gòu)建、系統(tǒng)地位的確認(rèn)，并對(duì)其分類(lèi)學(xué)上的混亂和疑點(diǎn)進(jìn)行討論和澄清。 主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下： 1．旋唇綱(涉及六個(gè)代表類(lèi)群腹棘蟲(chóng)、心毛蟲(chóng)、盤(pán)頭蟲(chóng)、擬盤(pán)頭蟲(chóng)、偽小雙蟲(chóng)及線雙蟲(chóng)的7個(gè)SSU rRNA基因)

5、(1)腹棘蟲(chóng)與擬游仆蟲(chóng)形成單源發(fā)生系即腹棘蟲(chóng)科，構(gòu)成雙眉蟲(chóng)-尾刺蟲(chóng)-游仆蟲(chóng)復(fù)合體(包括游仆蟲(chóng)，舍太蟲(chóng)，楣纖蟲(chóng)等典型的游仆類(lèi))的中間類(lèi)群； (2)心毛蟲(chóng)和凱毛蟲(chóng)證實(shí)為旋唇類(lèi)中一個(gè)祖先型，代表了一個(gè)處于外圍的低等分支； (3)盤(pán)頭類(lèi)與偽小雙蟲(chóng)類(lèi)之單元發(fā)生分別被確認(rèn)，且表現(xiàn)了較近的系統(tǒng)關(guān)系；分子信息表明，兩類(lèi)纖毛蟲(chóng)同為排毛亞綱和游仆亞綱的邊緣類(lèi)群，代表旋唇綱下的目級(jí)階元，即盤(pán)頭目，該目下轄兩個(gè)亞目：盤(pán)頭亞目和偽小雙蟲(chóng)亞目；

6、 (4)對(duì)旋唇綱及其下亞綱的單系性進(jìn)行多次討論，并對(duì)該綱種類(lèi)的分類(lèi)學(xué)上的混亂和疑點(diǎn)進(jìn)行部分澄清。 2．寡膜綱(涉及2個(gè)代表類(lèi)群闊口蟲(chóng)和污棲蟲(chóng)的SSU rRNA基因以及10個(gè)代表類(lèi)群的ITS區(qū)序列) (1)根據(jù)其獨(dú)特的形態(tài)特征建立了1新科(闊口蟲(chóng)科)、1新屬(闊口蟲(chóng)屬)、1新種(中華闊口蟲(chóng))，其在分子系統(tǒng)樹(shù)深位的分支顯示，該闊口蟲(chóng)代表了一個(gè)與膜袋蟲(chóng)科平行的科級(jí)階元，支持新科的成立； (2)嗜污蟲(chóng)科下

7、轄的兩屬嗜污蟲(chóng)和污棲蟲(chóng)未表現(xiàn)出較近的親緣關(guān)系，顯示嗜污蟲(chóng)科可能為多源發(fā)生； (3)首次利用轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列(ITS)二級(jí)結(jié)構(gòu)信息并對(duì)比SSU rRNA基因數(shù)據(jù)全面討論了盾纖亞綱內(nèi)各主要代表類(lèi)群的系統(tǒng)關(guān)系，在最新數(shù)據(jù)的采依基礎(chǔ)上，構(gòu)建了新的分子發(fā)育樹(shù)，同時(shí)確認(rèn)了二級(jí)結(jié)構(gòu)信息在纖毛蟲(chóng)科級(jí)及以上階元?jiǎng)澐种械闹笜?biāo)價(jià)值和作用。 3．葉咽綱(涉及3個(gè)代表類(lèi)群斑吸管蟲(chóng)、殼吸管蟲(chóng)和擬殼吸管蟲(chóng)的7個(gè)SSUrRNA基因) (1)

8、吸管類(lèi)纖毛蟲(chóng)為一單系類(lèi)群； (2)在吸管蟲(chóng)進(jìn)化枝內(nèi)部，位于最底部是外生類(lèi)，內(nèi)生類(lèi)位于進(jìn)化枝的末端，外翻類(lèi)處于兩者之間，顯示吸管蟲(chóng)的出芽生殖方式的進(jìn)化與基因進(jìn)化一致，其進(jìn)化過(guò)程為外出芽生殖--外翻出芽生殖--內(nèi)出芽生殖。 4．異毛綱(涉及7個(gè)代表類(lèi)群突喇叭蟲(chóng)、突口蟲(chóng)、蠶豆蟲(chóng)、瓶囊蟲(chóng)、爽口蟲(chóng)、環(huán)須蟲(chóng)和麗克蟲(chóng)的8個(gè)SSU rRNA基因) (1)廣義的(經(jīng)典的)異毛類(lèi)纖毛蟲(chóng)為一多源發(fā)生系，包含現(xiàn)代意義的異毛綱，部分

9、旋唇綱及其他種類(lèi)； (2)首次預(yù)測(cè)并比較了廣義的異毛類(lèi)纖毛蟲(chóng)SSU rRNA基因二級(jí)結(jié)構(gòu)； (3)在單源發(fā)生的異毛綱內(nèi)，環(huán)須蟲(chóng)先于其他種類(lèi)分支，推測(cè)可能是該類(lèi)纖毛蟲(chóng)的祖先型；傳統(tǒng)的爽口蟲(chóng)科實(shí)為一并系復(fù)合體；蠶豆蟲(chóng)-海水喇叭蟲(chóng)-平囊蟲(chóng)，突喇叭蟲(chóng)-突口蟲(chóng)分別顯示了密切的親緣關(guān)系。 5．未明類(lèi)群(涉及1個(gè)代表類(lèi)群中縊蟲(chóng)的SSU rRNA基因) (1)中縊蟲(chóng)的SSU rRNA基因序列及二級(jí)結(jié)構(gòu)較其他纖毛蟲(chóng)