雀形目13種鳥類線粒體全基因組序列的測定與分析.pdf

1、雀形目是鳥綱中最大的類群,其種類繁多、形態(tài)多樣、分布廣泛。目前,雀形目的單系已得到確認,但其內(nèi)部的系統(tǒng)發(fā)育關系存在著較大的爭議。相對于核基因組而言,脊椎動物線粒體基因組在進行系統(tǒng)發(fā)育分析時具有如下優(yōu)勢:分子量小、基因排列緊密、沒有基因重復現(xiàn)象、嚴格的母系遺傳、無組織特異性和進化速率快等,因此,線粒體 DNA已被廣泛作為分子標記用于脊椎動物系統(tǒng)發(fā)育關系的研究。
　　本研究通過 LA-PCR(Long and accurate pol

2、ymerase chain reaction)和巢式PCR(nested PCR)等技術克隆并測定了椋鳥科(絲光椋鳥 Sturnus sericeus、灰椋鳥 Sturnus cineraceus、八哥 Acridotheres cristatellus、家八哥 Acridotheres tristis、黑領椋鳥 Gracupica nigricollis、鷯哥 Gracula religiosa)、百靈科(云雀Alauda arven

3、sis)、雀科(樹麻雀 Passer montanus)、燕雀科(燕雀 Fringilla montifringilla)、相思鳥科(畫眉 Garrulax canorus)、黃鸝科(黑枕黃鸝 Oriolus chinensis)、伯勞科(灰背伯勞 Lanius tephronotus)和山椒鳥科(長尾山椒鳥Pericrocotus ethologus)共8個科13個物種的線粒體全基因組序列。基于我們所獲得的序列,結合 GenBank中

4、已釋放的其他鳥類線粒體全基因組序列,我們著重探討以下問題:(1)本研究中13個雀形目物種的線粒體基因組特征;(2)基于線粒體全基因組的雀形目鳥類系統(tǒng)發(fā)育關系。主要的研究結果如下:
　　1、雀形目13種鳥類的線粒體全基因組序列分析
　　其分析結果為:(1)所研究13種鳥類的線粒體全基因組的長度范圍為16803bp(O. chinensis)到17785bp(G. canorus);(2)均包含2個 rRNA基因(12S rRN

5、A和16S rRNA)、22個 tRNA基因、13個蛋白編碼基因和1至2個非編碼控制區(qū)(畫眉和云雀含有2個非編碼控制區(qū),其余均只有1個);(3)除了nad6基因和8個 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)線粒體控制區(qū)有3種類型:①只有1個控制區(qū),如椋鳥科的6個物

6、種、長尾山椒鳥、灰背伯勞、樹麻雀、燕雀和黑枕黃鸝;②有2個相似度很高的控制區(qū)(CR1+CR2),如畫眉;③有2個具有高度異質(zhì)性的非編碼控制區(qū),如云雀。(5)基因組結構、堿基組成以及密碼子使用等特征均與雀形目其他已報道的物種相似;(6)所有tRNA基因均能折疊成典型的三葉草結構;(7)根據(jù)序列比對結果,推測樹麻雀和灰背伯勞的cox2基因的終止密碼子為 CAA。
　　2、基于線粒體全基因組的雀形目鳥類系統(tǒng)發(fā)育關系
　　本研究中,

7、我們利用所得到的13個物種的線粒體全基因組序列,結合GenBank中已釋放的雀形目62個物種的線粒體全基因組序列,共75個物種作為內(nèi)類群,以鴷形目(Piciformes)和佛法僧目(Coraciiformes)各2個物種作為外類群,進行系統(tǒng)發(fā)育分析。基于13個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)、貝葉斯法(BI)和最大似然法(ML)分別構建了雀形目鳥類的系統(tǒng)發(fā)育樹。分析結果為:(1)支持雀形目為單系類群;(2)支持