用c0i和16s基因?qū)π奉愊到y(tǒng)學(xué)分析的綜述研究【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　海洋生物資源與環(huán)境</b></p><p>　　用C0I和16S基因?qū)π奉愊到y(tǒng)學(xué)分析的綜述研究</p><p>　　摘要：蟹類是水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要經(jīng)濟(jì)物種，分布廣泛，咸淡水中都有很高的物種豐度，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但由于從形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)上對(duì)其

2、分類有一定的難度，所以利用分子生物學(xué)手段鑒定其種類，研究其系統(tǒng)發(fā)育情況已經(jīng)成為主流。本文將重點(diǎn)探討國內(nèi)外研究人員利用C0I和16S基因?qū)ι铮ㄓ绕涫切奉悾┻M(jìn)行系統(tǒng)學(xué)分析的發(fā)展情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：蟹類；生物學(xué)特性；C0I和16S基因；系統(tǒng)學(xué)分析</p><p>　　很久以來，關(guān)于海洋動(dòng)物的分類及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系研究仍局限于對(duì)其形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)方法。由于形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)特征往往是基因表

3、達(dá)的結(jié)果，可比較的分類信息較少且易受到環(huán)境等多種因素影響，所以關(guān)于包括蟹在內(nèi)的許多水生動(dòng)物的分類及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系一直是困擾人們的難題。自20世紀(jì)60年代以來，蛋白質(zhì)和DNA等信息大分子被廣泛應(yīng)用于生物系統(tǒng)學(xué)研究，克服了在利用形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)方法對(duì)海洋動(dòng)物做分類和系統(tǒng)進(jìn)化研究時(shí)的諸多缺點(diǎn)，消除了很多海洋動(dòng)物分類和系統(tǒng)進(jìn)化研究中的爭(zhēng)議，極大地促進(jìn)了海洋動(dòng)物分子系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展。蟹類作為重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖物種，一直以來也是廣大科研工作者重點(diǎn)研究的對(duì)象。本

4、文將從多角度解析利用分子生物學(xué)手段（主要是利用C0I和16S基因）對(duì)生物進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的研究進(jìn)展，并簡(jiǎn)要闡述該研究的發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)，以及存在的一些問題。</p><p><b>　　1.蟹類生物學(xué)特性</b></p><p><b>　　1.1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　蟹是十足目（Decapoda）短尾次目的甲殼動(dòng)

5、物，尤指短尾族（Brachyura）的種類（真蟹），也包括其他一些類型，如歪尾族（Anomura）的種類。常見的有關(guān)公蟹、梭子蟹、溪蟹、招潮蟹、絨螯蟹等屬，總共約4500種，見于所有海洋、淡水及陸地。通常以步行或爬行的方式移動(dòng)。蟹類通常為雜食性，多食腐，有些能與其他動(dòng)物共生。</p><p><b>　　1.2分布范圍</b></p><p>　　大部分蟹類生活于海中

6、，甚至熱帶國家數(shù)量豐富的陸蟹，也不時(shí)到海里活動(dòng)，其生命的早期也在海中度過。世界大部分溫暖地區(qū)都有豐富的淡水蟹資源，例如南歐長(zhǎng)于河水中的春蟹（Potamon fluviatile）。蛙蟹科、饅頭蟹科、玉蟹科、梭子蟹科、扇蟹科主要生活在沿岸帶；方蟹科、沙蟹科生活在廣闊的潮間帶。極少數(shù)如漂泊蟹和弓腿蟹能附著在木材或其他漂浮物上生活。也有不少種類與其他動(dòng)物營共棲生活，如綿蟹科，關(guān)公蟹科。許多種如豆蟹常潛入一些軟體動(dòng)物的外套腔中、或多毛類的管道中

7、共棲。一小部分蟹類完全在淡水中生長(zhǎng)繁殖，它們多棲息于山區(qū)溪流的石塊下。還有少數(shù)蟹類如地蟹能適應(yīng)陸地生活，穴居于潮濕的泥洞中，繁殖時(shí)期則遷移下海。</p><p><b>　　1.3形態(tài)特征</b></p><p>　　蟹的身體分為頭胸部與腹部。頭胸部的背面覆以頭胸甲，形狀因種不同而不一樣。額部中央具第1、2對(duì)觸角，外側(cè)是有柄的復(fù)眼?？谄靼?對(duì)大顎，2對(duì)小顎和3對(duì)顎足

8、。頭胸甲兩側(cè)有5對(duì)胸足。腹部退化，扁平，曲折在頭胸部的腹面。雄性腹部窄長(zhǎng)，多呈三角形，只有前兩對(duì)赴肢變形為交接器；雌性腹部寬闊，第2-5節(jié)各具1對(duì)雙枝型附肢，密布剛毛，用以抱卵。</p><p><b>　　1.4經(jīng)濟(jì)價(jià)值</b></p><p>　　蟹類中可供使用的主要有三疣梭子蟹、遠(yuǎn)海梭子蟹、青蟹和中華絨螯蟹等，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。蟹殼可用以提煉工業(yè)原料甲殼素，也

9、可提制葡糖胺。有些蟹類可作中藥用。蟹幼體或成體可作飼餌或飼料。所以蟹類具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)開發(fā)力。</p><p>　　2. C0I和16S基因在生物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用</p><p>　　DNA分子作為遺傳信息的直接載體，不受環(huán)境、生物發(fā)育階段及器官組織的影響，因而能較為準(zhǔn)確地反映出各個(gè)物種間的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。而在這其中，線粒體DNA（mtDNA）的優(yōu)勢(shì)又更加明顯。其具有母系遺傳、

10、變異大、無組織特異性等優(yōu)點(diǎn)，且檢測(cè)方便，因而在動(dòng)物的分類、遺傳變異分析和系統(tǒng)進(jìn)化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其中尤以編碼線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基1（Cytochromec Oxidase subunit I，簡(jiǎn)稱COI）和16S rRNA基因在動(dòng)物分子系統(tǒng)學(xué)的研究中應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　2.1在動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育重建中的應(yīng)用</p><p>　　利用C0I和16S基因片段鍵的DNA序列差異性

11、構(gòu)建的分子系統(tǒng)樹已經(jīng)解決了很多動(dòng)物之間的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。鹟亞科（Muscicapinae）隸屬于雀形目鹟科，在全世界分布有328種。目前國內(nèi)外對(duì)鹟亞科的分類系統(tǒng)很不統(tǒng)一。2007年報(bào)道，雷忻等人采用PCR擴(kuò)增、測(cè)序的方法，對(duì)鹟亞科6屬16種鳥類的線粒體COI基因序列1176bp進(jìn)行測(cè)定，并以荒漠伯勞和發(fā)冠卷尾作為外群構(gòu)建Bayes、ML、MP3棵系統(tǒng)發(fā)育樹。結(jié)果支持：壽帶屬、扇尾鹟屬、方尾鹟屬3屬于鹟亞科其他鳥類親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，扇尾鹟屬于方

12、尾鹟屬親緣關(guān)系較近，鹟屬為單系發(fā)生。該結(jié)論解決了鹟亞科部分屬間的進(jìn)化關(guān)系，為鹟亞科分類系統(tǒng)的研究提供了分子水平證據(jù)。蟶類在食用貝類中占有相當(dāng)重要的地位，基于形態(tài)性狀學(xué)對(duì)蟶類的分類存在某些不同觀點(diǎn)，齊鐘彥將3鐘蟶歸為竹蟶科（Solenidae），分屬竹蟶屬（Solen）和刀蟶屬（Cultellus），而徐鳳山則主張將長(zhǎng)竹蟶（Solen strictus）、大竹蟶（Solen grandis）分為竹蟶科并將刀蟶屬提升為刀蟶科。針對(duì)這一爭(zhēng)議，

13、陳麗梅等以C0I基因片段作為分子標(biāo)記初步研究了大竹蟶、長(zhǎng)竹蟶和小刀蟶（Cu</p><p>　　2.2在動(dòng)物遺傳多樣性研究中的應(yīng)用</p><p>　　動(dòng)物遺傳多樣性的研究對(duì)揭示動(dòng)物表型多樣性的本質(zhì)及建立動(dòng)物種質(zhì)資源庫的工作具有非常重要的意義?？傮w來說，該工作還處于起步階段。具有代表性的工作是關(guān)于梭子蟹的研究。梭子蟹是我國重要的海洋經(jīng)濟(jì)蟹類，做好梭子蟹科種質(zhì)資源的保護(hù)及可持續(xù)開發(fā)及利用具有

14、非常重要的意義，因而梭子蟹明確科內(nèi)各屬的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系是當(dāng)務(wù)之急。郭天慧等對(duì)三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）線粒體C0I基因片段分析發(fā)現(xiàn)其種內(nèi)變異較低，在3個(gè)樣本中C0I基因片段有比較多的插入或缺失，同源性為37.2%，進(jìn)而奠定了以C0I基因片段研究梭子蟹遺傳多樣性的理論基礎(chǔ)。此外，吉鵬宇等人，對(duì)從廣東陽江，廣東吳川，廣東珠海，福建東山，海南?？冢Ｄ先齺喌攘貐^(qū)采集的六個(gè)青蟹群體進(jìn)行分子遺傳變異差異的研究，

15、結(jié)果表明東山等六地青蟹群體根子遺傳背景基本相似。</p><p>　　2.3在蟹類中的研究</p><p>　　除了上述的兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，分子生物學(xué)手段研究系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，在蟹類中的其他的研究也比較多。絨螯蟹是世界范圍內(nèi)重要的經(jīng)濟(jì)蟹類，長(zhǎng)期有關(guān)于絨螯蟹的分類地位爭(zhēng)議很大，尤其是新絨螯蟹屬（Neoeriocheir）和和平絨螯蟹屬（Platyeriocheir）的有效性問題。針對(duì)以上問題，Tang等

16、采用C0I基因片段探究了東亞地區(qū)的絨螯蟹屬系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，采用NJ和ML法的聚類分析結(jié)果支持新絨螯蟹屬為一個(gè)獨(dú)立的屬，而直額絨螯蟹都是絨螯蟹屬所有其他成員的姐妹群，因而不支持平絨螯蟹屬是一個(gè)有效的屬。國內(nèi)也有學(xué)者做過類似的研究。邱高峰等利用PCR技術(shù)，擴(kuò)增了中華絨螯蟹、獨(dú)額絨螯蟹線粒體16SrRNA片段，經(jīng)測(cè)序，與GenBank數(shù)據(jù)庫中的日本絨螯蟹和臺(tái)灣絨螯蟹16SrRNA同源序列進(jìn)行比較。結(jié)果表明，中華絨螯蟹與日本絨螯蟹親緣關(guān)系最近，然

17、后與臺(tái)灣絨螯蟹聚為一支，獨(dú)額絨螯蟹則成為相對(duì)獨(dú)立的一支。此外，孫紅英等人做了中國大陸絨螯蟹線粒體16SrRNA序列變異與分子鑒定標(biāo)記工作；孔曉瑜進(jìn)行了中華絨螯蟹與日本絨螯蟹線粒體C0I基因片段的序列比較研究。此外，徐敬明等測(cè)定了相手蟹屬紅螯相手蟹與褶痕相手蟹線粒體16SrRNA基</p><p><b>　　3.展望</b></p><p>　　線粒體基因以其特殊的組

18、成結(jié)構(gòu)和演化方式在生物分子系統(tǒng)學(xué)的研究中具有不可取代的作用，并已經(jīng)廣泛地應(yīng)用與海洋動(dòng)物的分類、系統(tǒng)進(jìn)化和遺傳多樣性等方面的研究中。但該方法也有一定的局限性。由于C0I基因本身為中度保守序列，即在同一種下不同群體之間序列變異非常小，所以在利用C0I基因研究種以下分類階元的不同群體之間的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系時(shí)，必須輔助以其他分子標(biāo)記才能確立同一種下不同群體之間的親緣關(guān)系?？傮w來說，迄今為止，對(duì)不同種類的蟹進(jìn)行分子生物學(xué)方法的系統(tǒng)發(fā)育分析還不多見，本

19、實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)材料就包括了不同種類的蟹，相信可以給日后的蟹種間的差異分析提供一些參考數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳麗梅, 孔曉瑜, 喻子牛, 等. 3種蟶類線粒體16SrRNA和C0I基因片段的序列比較及其系統(tǒng)學(xué)初步研究[A]. 海洋科學(xué), 2005,29(8):27-32</p><

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