DNA序列在蕨类分子系统学研究中的应用

在分子系统学研究中,目的基因或者基因片段的选择是最关键的一步,由于进化速率的差异,不同的DNA序列适用于不同分类阶元的系统发育研究.本文综述了目前蕨类分子系统发育研究中常用的DNA序列分析,它们分别来自叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组,着重阐明叶绿体基因在蕨类分子系统学研究中的应用.本文还简要介绍了分子系统学研究中常见的问题及解决方法(如内类群和外类群的选择.适宜DNA片段的选择策略),总结了目前蕨类植物分子系统学研究所取得的进展和研究现状,展望了当今国际蕨类分子系统学的研究趋势.     

DNA 序列在蕨类分子系统学研究中的应用

在分子系统学研究中, 目的基因或者基因片段的选择是最关键的一步, 由于进化速率的差异, 不同的DNA序列适用于不同分类阶元的系统发育研究。本文综述了目前蕨类分子系统发育研究中常用的DNA序列分析, 它们分别来自叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组, 着重阐明叶绿体基因在蕨类分子系统学研究中的应用。本文还简要介绍了分子系统学研究中常见的问题及解决方法(如内类群和外类群的选择, 适宜DNA片段的选择策略), 总结了目前蕨类植物分子系统学研究所取得的进展和研究现状, 展望了当今国际蕨类分子系统学的研究趋势。     

线粒体DNA序列在半翅目异翅亚目昆虫分子系统学上的应用

随着PCR技术的发展以及大量DNA序列的累积,昆虫分子系统学近年来快速发展。线粒体DNA(mtDNA)序列相对于核内DNA序列进化速率较快,常被用于昆虫的系统发育研究。本文综述了国内外学者利用各种线粒体DNA序列来研究半翅目异翅亚目昆虫系统发育的研究概况。总结发现,COⅠ、COⅡ、12S rDNA、16S rDNA、Cytb、ND1、ND2和ND5等线粒体区段被用于半翅目异翅亚目系统发育的研究,其中以COI、COⅡ、16S rDNA和Cytb应用最广泛,但目前尚缺乏不同分子标记间的联合分析。进一步的研究最好在选定半翅目异翅亚目昆虫的分类阶元(如科间、亚科间、科内属间、种间或种内)后,集中测定线粒体某几个区段的DNA序列,然后进行单一分析和联合分析,并与传统形态学研究结果进行比较,可望全面分析半翅目异翅亚目昆虫的系统发育关系。     

串珠藻目分子系统学研究进展

串珠藻目(Batrachospermales)是淡水红藻中最主要的类群。近年来, 应用DNA序列分析探讨串珠藻目的系统发育, 并与传统的形态学和生态学特征相结合, 为串珠藻目系统学研究拓展了新的思路。本文回顾了串珠藻目的建立及其所含类群的研究历史, 归纳了目前在串珠藻目系统发育与进化研究中常用的分子标记方法, 其中包括核基因组的18S rDNA、26S rDNA和ITS序列, 叶绿体基因组的rbcL序列, 线粒体基因组的cox2-3序列, 以及新兴的ISSR技术, 并对各种分子标记的特点及适用范围做了评述。结果表明, ITS序列多适用于种群分化及相近种间遗传分析, ISSR标记适用于种下分类群间及同一种群不同个体间基因多态性分析, cox2-3序列在一定程度上也可用于同一种群不同个体间的基因多态性分析, 而18S rDNA 与rbcL序列既可用于种间关系分析, 又可用于更高水平分析的构建系统树。这些分子标记已被证明在研究串珠藻目系统地理、物种起源和散布机制方面有着广泛的应用前景。同时, 本文对串珠藻目分子系统学研究的最新进展也进行了概述,并对今后的研究方向做了展望。     

全长rDNA簇在蝽类昆虫生命树构建中的应用前景(昆虫纲,半翅目)

在昆虫纲中,生命树计划正在以目级阶元中的分类单元为单位逐步推进.针对这一大的背景,以及高级阶元和种级阶元分子系统学研究间脱节现状,提出以rDNA簇为一组分子标记、并且在未来高级阶元系统发育研究中将目前选取少量代表类群的做法改为将尽量多的物种包含到一棵系统发育树中的建议.其中首先简要介绍了rDNA簇的结构及其中各分子标记在分子系统学研究中的应用价值,随后以蝽类昆虫为例,有针对性地总结了rDNA簇中不同基因序列已有数据的丰富程度及其在分子系统学研究中的应用情况.首次给出了蝽类昆虫28S rRNA近全长序列的二级结构模型.基于对18S rRNA和28S rRNA二级结构研究所积累的认识,强调了18S rDNA和28S rDNA内部不同区段之间变异模式和应用价值的差异,论证了未来在生命树构建中深化对rDNA簇中各基因进行联合应用的合理性和可行性.     

核基因在两栖爬行动物分子系统学中的研究进展

从DNA水平探索生物进化的理论、生物类群的演化历史具有重要的意义,应用DNA序列研究生物的系统发育和进化规律成为当前分子系统学研究的热点,与线粒体DNA相比,核基因由于包含有更加丰富的生物学信息,运用核基因序列或将核基因序列与线粒体基因序列相结合研究两栖爬行动物的系统发育,正成为分子系统学领域的新的发展趋势.Rag-1、Rag-2、tyrosinase、rhodopsin、C-mos等核基因已在两栖爬行动物分子系统学中得到了广泛的应用.由于目前的技术手段等诸多因素,限制了更多的核基因用于两栖爬行动物分子系统学研究.为此简要介绍了目前核基因在两栖爬行动物分子系统学方面的研究进展,并分析了核基因序列在分子系统学应用上面临的问题和应用前景.     

基因序列在蚤蝇科分子系统学研究中的应用

概述基因序列在双翅目蚤蝇科分子系统学研究中的应用。对蚤蝇科已测序的分类单元和基因序列进行了总结,12S rDNA和16S rDNA应用最广泛,涉及蚤蝇科17个属;获得基因序列最多的是Melaloncha属。蚤蝇科分子系统学研究内容为高级阶元系统发育分析、物种鉴定和隐存种发现。今后蚤蝇科分子系统学研究应增加蚤蝇标本的种类与数量,选择标准化基因。     

基因序列在小蜂总科分子系统发育研究中的应用

总结了线粒体基因和核基因在膜翅目小蜂总科分子系统发育研究中的应用.核基因中,28S rDNA序列应用最广泛,探讨的问题从种级到科级不等;其次是ITS序列,主要用于探讨种及种级以下阶元问题;18S rDNA适于探讨科级以上高级阶元的问题.线粒体基因中,16S rDNA和3个蛋白编码基因COⅠ、COⅡ和Cytb,主要用于属种级系统发育关系研究.核基因间、线粒体基因间、核基因和线粒体基因间以及分子数据和形态数据间进行的联合分析,在解决不同层次的问题中均有应用.建议对更多的小蜂类群测定线粒体基因和核基因的序列,不断寻找新的基因对小蜂分子系统发育研究进行充实和拓展.     

核基因序列在昆虫分子系统学上的应用

核基因中含有更加丰富的生物学信息,运用核基因序列或将核基因序列与线粒体基因序列相结合研究昆虫的系统发育正成为分子系统学领域的一种发展趋势.核糖体基因中18S rDNA、28S rDNA、ITS已在昆虫分子系统学中得到了广泛的应用.与核糖体基因相比,虽然编码蛋白的核基因应用于昆虫分子系统学的种类不少,但大部分都是应用于双翅目和鳞翅目昆虫的分子系统学研究中,能够成功地普遍用于多个目昆虫的系统学研究的核基因并不多.本文简要介绍了应用于昆虫分子系统学的核中核糖体基因和编码蛋白的核基因,并分析了核基因序列在分子系统学应用上的局限性和应用前景.     

完全树构建中的关键领域:rRNA 序列与超级树

20年来,分子系统学在理论和实践方面都有飞速的发展.随着可用分子标记和所涉及阶元数量的增多和范围的扩大,以及计算能力的进步,人们对完全树(universal tree)将地球上所有物种囊括在内、描述其间的亲缘关系的系统发育树的憧憬正在逐步成为现实.由于rDNA/rRNA是惟一作为所有细胞生命形式所共有的分子标记,其在构建完全树的过程中具有不可替代的作用.近5年,超级树(supertree)的技术逐步完善,已经在若干类群中有良好的应用,形成了系统发育与进化生物学领域的研究前沿之一,为最终获得完全树奠定了坚实的基础.