DNA条形码技术的研究进展及其应用

DNA条形码技术(DNA Barcod ing)是通过对一个标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术。这个概念的原理与零售业中对商品进行辨认的商品条形码是一样的。简单地说,DNA条形码技术的关键就是对一个或一些相关基因进行大范围的扫描,进而来鉴定某个未知的物种或者发现新种[1—3]。自从提出DNA条形码的概念以来,这种新兴分类学技术已经引起了越来越多的生物学家的关注。DNA条形码技术是分类学中辅助物种鉴定的新技术,它代表了生物分类学研究的一个新方向[4],因此它在生态、环境、食品等诸多领域都将会有广泛的应用[5]。本文概括综述了DNA条形码技术的发展历史、原理与操作,分析了其在生物分类中的应用及应用上的优势与限制,对DNA条形码技术在鱼类学研究的意义与可行性进行了探讨。1 DNA条形码技术的发展历史2003年,Herbert研究发现利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(M itochondrial cytochrom ecoxidase subun itⅠ,COⅠ)基因一段长度为648bp的片段,能够在DNA水平上成功的区分物种,并且认为利用COⅠ基因从分子演化的角度,将提供一种快速、简便、可信的分...     

中国黄颡鱼的线粒体DNA多样性及其分子系统学

基于体侧色斑、背鳍前部形态、吻长及尾柄长的差异,Ng和Kottelat(2007)将分布于中国的黄颡鱼群体划为两个物种:北方群体为Pseudobagrus sinensis,南方群体为P.fulvidraco.本研究通过对70个黄颡鱼标本相关形态特征的测量及对线粒体cyt b基因序列的分析,探讨了P.sinensis物种的有效性问题.结果表明:依据体侧色斑和背鳍前部形态的差异,可将黄颡鱼分为对应于P.sinensis和P.fulvidraco的两种形态类型,但对尾柄长、吻长的测量发现二者没有差异.对70条cyt b基因序列的分析结果为:两种鱼类有1个共同的单倍型;两种鱼类的单系性在系统发育分析中都没有得到重现,而二者聚在一起形成获得100%支持率的单系群;两种鱼类群体之间存在持续的基因交流(Nm=4.7);两种鱼类在单倍型的巢式支系分析(nested clade analysis,NCA)中没有形成各自独立的进化谱系,所有的单倍型以不超过5步的突变全部被纳入同一个进化网络中.因此我们认为P.sinensis不是有效物种,而应被视为黄颡鱼的一种形态类型.基于cyt b基因的序列变异,本研究对黄颡鱼群体的遗传多样性和种群结构作了初步分析.群体的核苷酸不配对分布及Tajima's D中性检验表明,约在10.1-14.1万年前,黄颡鱼在其分布范围内经历过群体扩张,推测这可能是导致黄颡鱼群体单倍型多样度高(h=0.857±0.0014)而核苷酸多样度低(π=0.0023±0.0003)的主要原因.此外,分析结果显示黄颡鱼群体缺乏明显的地理结构,推测原因可能是历史上水系的连通促进了不同地理群体之间的基因交流.     

南方鲇线粒体基因组全序列与骨鳔鱼类分化时间的估算

用PCR方法获得了南方鲇（Silurus meridionalis）的线粒体基因组全序列,长度为16533bp,南方鲇线粒体基因组中A和T的含量略高（（A＋T）为55.17%）,12S rRNA,16S rRNA,tRNA和控制区的（A＋T）含量分别为52.44%,55.23%,55.97%和60.24%）.基于选取的36种代表性种类线粒体全序列中的11个蛋白编码基因,构建了骨鳔鱼类系统发育树,并以骨鳔鱼类化石记录为标定点,运用松散分子钟方法估算物种分化时间.结果表明,耳鳔系鱼类为强烈支持的单系,鲤形目位于该类群的基部,脂鲤目和电鳗目构成姐妹群,然后和鲇形目构成姐妹群.骨鳔鱼类起源于三叠纪（约为231Mya）,耳鳔系起源于三叠纪晚期（约为216Mya）,其代表类群均起源于侏罗纪晚期（鲇形目、鲤形目、脂鲤目、电鳗目的分化发生在161～139Mya）,南方鲇的物种分化时间约为白垩纪中期,估算的分化时间远早于化石记录.     

青鳉与三刺鱼嗅觉受体（OR）基因的鉴定与进化分析

嗅觉是动物至关重要的感官,而嗅觉受体基因则构成了嗅觉的基础.嗅觉受体跟环境气味分子的相互作用被认为是嗅觉过程发生的第一步.气味分子结合被认为发生在由跨膜区形成的一个口袋结构中,而直接结合位点叫做绑定位点.以往的研究显示,绑定位点可能因为功能分化而受到正向选择.本研究对青鳉和三刺鱼的基因组中鉴定了OR基因,并对这些序列进行了进化分析.通过不同跨膜区与整个编码区的选择压力的比较,发现跨膜区4,5,6有较高的平均Ka/Ks值,这可能在某种程度上由正向选择所致.同时发现,许多受正向选择的位点主要分布在跨膜区.通过进一步分析发现,许多PTSs与哺乳类中推测的绑定位点重叠或邻近.有趣的是,正向选择发生在3个物种特异的分支中.对于三刺鱼中的嗅觉受体基因来说,它们的进化模式似乎遵循一种＂适应辐射模型＂,因为正向选择发生在两个新近扩张的分支中.这些结果均支持鱼类嗅觉受体基因在进化中受到正向选择的假说.     

中国脊椎动物2020年新增物种

为了及时掌握中国脊椎动物新增物种情况, 本文系统检索和整理了2020年发表的分类学文献, 汇总结果表明: 2020年中国脊椎动物共新增109种, 其中新物种100种, 国家级新记录种9种。包括鱼类新种24种、两栖类新种41种和新记录4种、爬行类新种30种和新记录4种、鸟类新种1种、哺乳类新种4种和新记录1种。上述新增物种中有92种描述报道时应用了分子遗传学证据, 占新增物种数量的84.4%。在新增脊椎动物物种中, 两栖类集中于无尾目、爬行类全部属于有鳞目, 分别有43种和34种, 其累计占比超新增物种总数的70%。在云南、西藏、湖南、贵州、四川等省区发现新物种数量较多, 均有10种及以上, 累计占比超新增物种总数的60%。绝大部分物种为中国学者发表, 绝大多数论文发表于英文期刊。总结数据提示今后需持续加强我国低等脊椎动物多样性的调查研究, 重视运用分子系统学技术进行物种识别。     

中国胭脂鱼线粒体控制区遗传多样性分析

利用PCR技术扩增了采自长江宜昌江段和清江的8尾中国胭脂鱼线粒体DNA控制区全序列,研究发现该种具有脊椎动物线粒体控制区的一般结构,在获得的958bp的碱基序列中,共检测出32个多态性核苷酸变异位点,多态位点比例为0.033。核苷酸的变异位点除一个为缺失外,其余全部为碱基转换。变异位点主要集中在55-365bp高变异区,而其他区域突变稀少,个体的变异在0-1.36%之间,表现出较大的个体多态性差异。中国胭脂鱼的线粒体控制区的变异远大于美国胭脂鱼（Moxostoma robustum)的0.016。     

青藏高原的隆升与鰋鮡鱼类(鲇形目:鮡科)的隔离分化

系统发育和生物地理学分析认为喜马拉雅地区　　鱼类的物种分化过程与青 藏高原的隆升有直接的关系,并可用隔离分化假说加以解释．　鱼类的祖先与目前 广布的纹胸　属鱼类和／或　属鱼类相似．在Ｔｅｔｈｙｓ海封闭、印度板块与欧亚大陆碰撞 的初期,纹胸　属鱼类或经属鱼类广泛分布于青藏高原地区．更新世后,随着碰撞的 加深,青藏高原逐步隆起并造就了山区水系的急流环境,　　鱼类就是在这种环境因 子的压迫下从类纹胸　属鱼类产生的．目前跨喜马拉雅山分布的原　属就是　　鱼类 中最原始的种类．在青藏高原的３次隆升过程中,随着该区域水系的发育,类似原　的 祖先被隔离在不同的河流中,从而导致了该类群物种的分化和生物地理分布格局的形 成．     

方口鲃属鱼类一新种(鲤形目:鲤科)

本文记述采自云南的鲤科鱼类一新种。Sauvage(1878)以上下唇具乳突等特征建立了方口鲃属Cosmochilus,迄今共3个种。新种命名为南腊方口鲃C.nanlaensis sp.nov.以乳突不发达、呈绒毛状;第一鳃弓鳃耙稀疏;上颌须呈退化状,口角须亦不发达;背鳍末根不分枝鳍条较短;侧线鳞数目偏少等特征易与本属其他种类相区别。文末附本属鱼类之检索表。     

云南鲤科鱼类一新属新种(鲤形目:鲤科:(鱼丹)亚科)

本文记述采自云南澜沧江水系的鲤科(鱼丹)亚科鱼类一新属新种。新属裸(鱼丹)属Gymnodanio gen.nov.在侧线、臀鳍条数目等特征上近似于低线(?)属Barilius,但以其除侧线鳞外体裸露无鳞,具不完全之腹棱等而与其及(鱼丹)亚科现有各属相区别。新种命名为条纹裸(鱼丹)G.strigatus sp.nov.。