夜鷺和白鷺線粒體基因組序列的測定與分析.pdf

1、鸛形目與鵜形目是今顎總目中的兩個(gè)目。傳統(tǒng)分類上,鸛形目分為鷺科、鸛科、鯨頭鸛科、錘頭鸛科和鹮科。鵜形目分為鵜鶘科、鰹鳥科、軍鰹鳥科、蛇鵜科、鸕鶿科、鹲科。Sibley在1990年就提出鵜形目在鳥類系統(tǒng)發(fā)生上可能成為最復(fù)雜、最具爭議的一個(gè)目,近年來分子水平的研究成果極大的挑戰(zhàn)了鸛形目與鵜形目的單系。根據(jù)北美分類委員會(huì)(NACC)的建議,國際鳥類學(xué)家聯(lián)盟(IOC)和美國康奈爾大學(xué)Clements都對這兩個(gè)目進(jìn)行了大的修訂。這些修訂包括:(1

2、)鸛形目僅包括鸛科一個(gè)科;(2)將原鸛形目中的鷺科、鯨頭鸛科、錘頭鸛科和鹮科與原鵜形目中的鵜鶘科組成新的鵜形目;(3)原鵜形目中的軍艦鳥科、鰹鳥科、蛇鵜科、鸕鶿科重新組建為鰹鳥目;(4)原鵜形目中的鹲科移出,成立鹲目。最新的研究又建議將兩個(gè)目作為一個(gè)組群。鸛形目中起源古老的鷺科的分類也存在著很多異議。對于其亞科的分類問題以及各個(gè)屬之間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近問題一直存在著不同的觀點(diǎn)。
　　本研究通過 LA-PCR(Long and accu

3、rate polymerase chain reaction)和巢式PCR(nested PCR)等技術(shù)克隆并測定了鵜形目鷺科的白鷺(Egretta garzetta)和夜鷺(Nycticorax nycticorax)的線粒體基因組序列。基于本實(shí)驗(yàn)獲得的序列,結(jié)合GenBank中已釋放的其他的鵜形目鸛形目線粒體基因組序列,來探討夜鷺與白鷺的線粒體基因組特征以及兩個(gè)目的分類。探討鵜形目與鸛形目之間的哪些科可能存在一些親緣關(guān)系。同時(shí)基于本

4、實(shí)驗(yàn)的白鷺、夜鷺以及 GenBank上釋放的其他22個(gè)鷺科物種的cox1基因與cytb基因,來探討本實(shí)驗(yàn)的白鷺與中白鷺、大白鷺之間的親緣關(guān)系以及鷺科在系統(tǒng)發(fā)育上的分類情況。主要研究結(jié)果如下:
　　1.夜鷺與白鷺的線粒體基因組序列特征
　　(1)兩個(gè)物種的線粒體基因組均包含37個(gè)基因,分別是13個(gè)蛋白編碼基因、2個(gè)核糖體RNA(12SrRNA、16SrRNA)基因和22個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)基因組成,只有1個(gè)非編碼控制區(qū)(c

5、ontrol region, CR)組成;(2)蛋白編碼基因nad3基因的174位都有一個(gè)額外的堿基“C”,對于其功能暫時(shí)還不明確;(3)在兩者線粒體基因組的37個(gè)基因中,除了nad6基因和8個(gè)tRNA基因(包括tRNAGln, tRNAAla, tRNAAsn, tRNACys, tRNATyr, tRNASer(UCN), tRNAPro和tRNAGlu)在輕鏈上編碼外,其余均在重鏈上編碼;(4)夜鷺與白鷺的22個(gè)tRNA基因皆折疊

6、成為典型的三葉草結(jié)構(gòu)。
　　2.線粒體基因組序列的鵜形目鸛形目鳥類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系
　　本研究中,利用所得到的夜鷺與白鷺的線粒體基因組序列,結(jié)合GenBank中已釋放的14個(gè)鵜形目鸛形目物種的線粒體基因組序列,共16個(gè)物種作為內(nèi)類群,以雁形目( Anseriformes)2個(gè)物種和親緣關(guān)系較近的隼形目(Falconiformes)的美洲鷲(Cathartes aura)作為外類群,進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。由于nad6存在堿基異質(zhì)性,選

7、取其他12個(gè)蛋白編碼基因的核苷酸序列和氨基酸序列,用最大簡約法(MP)、最大似然法(ML)、貝葉斯推斷法(BI)分別構(gòu)建了鵜形目鸛形目鳥類的系統(tǒng)發(fā)育樹。分別計(jì)算鵜形目、鸛形目的 dN/dS比率,探討鵜形目鸛形目鳥類的線粒體基因組中的蛋白編碼基因是否為凈化選擇。分析結(jié)果認(rèn)為:(1)鵜形目與鸛形目之間親緣關(guān)系較近;(2)支持將鵜形目與鸛形目合為一個(gè)組群,對于傳統(tǒng)分類與新的分類均提出質(zhì)疑,組群的意見更加適合兩個(gè)目;(3)鵜形目與鸛形目鳥類線粒

8、體基因組的13個(gè)蛋白基因均未發(fā)現(xiàn)正向選擇現(xiàn)象(positive selection)。
　　3.基于cox1基因與cytb基因的鷺科(Ardeidae)鳥類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系
　　本研究中,利用所得到的白鷺與夜鷺以及GenBank中已釋放的22個(gè)鷺科物種的cox1基因與cytb基因(共12個(gè)屬),以鸕鶿科(Phalacrocoracidae)銅鸕鶿(Phalacrocorax chalconotus)與鹮科(Threskiorni

9、thidae)的黑面琵鷺(Platalea minor)作為外類群,共26個(gè)物種,分析結(jié)果為:(1)支持鷺科為一個(gè)單系;(2)嘯鷺屬(Syrigma)與包括本實(shí)驗(yàn)所得的白鷺在內(nèi)的白鷺屬(Egretta)和鷺屬(Ardea)白面鷺(Ardea novaehollandiae)關(guān)系很近;(3)中白鷺與大白鷺關(guān)系較近而與白鷺關(guān)系較遠(yuǎn);(4)支持將鷺科分為兩個(gè)亞科的分類,即鷺亞科(Ardeinae)和麻鳽亞科(Botaurinae),而不支持將