线粒体Cyt b基因与昆虫分子系统学研究

细胞色素b(cytochrorrle b,Cyt b)是线粒体13个蛋白质编码基因中结构和功能被研究得最为清楚的基因之一,该基因的进化速度适中,适合研究种内到种间甚至科间的系统发育关系,研究内容涉及种及种下阶元的分类鉴定、种上阶元的系统发育分析、种群的遗传变异和进化研究、分子进化研究等方面,本文对Cyt b基因的分子特点及其在昆虫系统学研究中的应用进行综述。     

斗鱼属鱼类亲缘关系的Cyt b基因序列和RAPD分析

采用mtDNA Cyt b基因序列分析和RAPD两种分子标记技术,研究了中国分布的叉尾斗鱼(Macropodus opercularis)、圆尾斗鱼(M.chinensis)和香港斗鱼(M.hongkongensis)以及越南的红鳍斗鱼(M.erythropterus)4种鱼类之间的亲缘关系.获得4种斗鱼14条Cyt b基因全序列(1 155 bp),结合GenBank中搜索到的近缘物种同源序列进行分析.从133条随机引物中筛选到36条引物,在优化的反应条件下,10个群体96个个体共扩增出清晰稳定的条带749条,构建矩阵进行分析和聚类.基于Cyt b全序列以邻接法和最小进化法构建的系统树及RAPD数据UPGMA聚类分析的结果都显示,香港斗鱼和红鳍斗鱼先聚为一分支,再与叉尾斗鱼聚类,圆尾斗鱼处于外缘.本研究结果反映了圆尾斗鱼与其他斗鱼的亲缘关系较远,种间遗传距离为0.184 5～0.225 3(Cyt b)和0.653 6～0.746 5(RAPD),两者为同一单系群中两个独立演化的自然类群;香港斗鱼与叉尾斗鱼间遗传分化明显,Cyt b碱基差异为11.00%,RAFD遗传距离达0.577 7,支持其为独立物种的观点,且香港斗鱼群体间遗传差异较大,Cyt b碱基差异为3.12%,RAPD遗传距离0.060 1;叉尾斗鱼群体间Nei's基因多样度和Shannon信息指数分别为0.058 2和0.086 9,而各群体内的数值分别为0.016 1～0.031 7和0.023 5～0.046 7,表明遗传差异主要来自群体间,并按分布流域分别聚类.     

鱼类线粒体DNA及其在分子群体遗传研究中的应用

鱼类是脊椎动物亚门中种属数量最多的类群,分布广泛,起源复杂,拥有丰富的遗传多样性.多种自然和人为因素对鱼类遗传资源存在不同程度的作用,对鱼类生存和进化有重要影响.采用分子手段探讨鱼类遗传资源现状,可为遗传育种、鱼类进化研究和遗传资源保护等提供一定科学依据.以鱼类线粒体DNA(mtDNA)为代表的分子标记技术已被用于研究鱼类群体遗传结构及其与影响因素间的关系.本文综述了鱼类mtDNA的结构特征及其在鱼类分子群体遗传研究中的应用,对了解和运用mtDNA等分子标记研究鱼类群体遗传具有一定参考价值.     

基于线粒体COI、COII和Cyt b基因的蚁属13种的分子系统学研究（膜翅目：蚁科：蚁亚科）

以线粒体mtDNA中的COI、COII及Cyt b基因序列为分子标记,对蚁属13种进行分析研究。结果表明,蚁属线粒体基因组成具有昆虫基因的普遍特征,如有明显的A+T偏向性,A、T密码子使用频率高等特点。基于蚁属线粒体基因进行遗传距离分析,并结合构建系统发育树,结果表明蚁属内各物种间遗传距离相差较小,遗传距离值基本在0.1以内,遗传距离较远的种发生在北京凹头蚁和掘穴蚁之间,蚁属内各种间分化与形态学研究结果基本一致。     

从江及周边地区稻田鲤的遗传结构及系统发育关系

为探究贵州从江及邻近的榕江、黎平和锦屏以及广西三江、湖南的通道和靖州等地稻田鲤Cyprinus carpio Linnaeus的遗传结构及系统关系, 研究基于mtDNA Cyt b基因测序技术对6个地理群体进行了分析。447尾稻田鲤中共界定出29种Cyt b基因序列单倍型, 结合NCBI中鲤同源序列的系统发育和序列比对分析表明, 从江及邻近苗侗族地区稻田鲤是一个含欧亚2大谱系、3个鲤亚种和多个母系血统成分的混合群体, 主体类群是华南鲤C. carpio rubrofuscus, 同时混有欧洲鲤C. carpio carpio和远东鲤C. carpio haematopterus, 遭受国内外鲤养殖品种的遗传渗析。遗传多样性分析显示, 欧洲鲤亚种群体为低H_d低π, 遗传多样性贫乏, 远东鲤和华南鲤2个亚种群体呈高H_d低π特点。华南鲤6个稻田群体除锦屏为低H_d低π外, 其余都为高H_d低π, 从江的H_d最高, 黎平的π最高。遗传分化和分子方差(AMOVA)分析显示, 谱系间和亚种间存在显著的遗传分化(P<0.001), 锦屏和三江与其他群体存在中等-高度的分化等级, 其余群体间分化较弱, 群体间变异贡献率为16.69%, 群体内为81.14%。综合分析表明, 从江及邻近地区稻田鲤群体间存在有限的遗传交流, 群体内和群体间有不同的遗传结构。研究丰富了该地区稻田鲤遗传背景资料, 可为湘黔桂交界苗侗族地区稻田鲤的种质资源鉴定与保护提供理论依据。     

从细胞色素b基因全序列探讨大额牛的分子系统发生

大额牛是一种半野生半家养的珍稀牛种, 有关其起源和系统地位一直存在争议。通过PCR扩增、测序等步骤共获得了11头大额牛细胞色素b(Cyt b)基因全序列(1 140 bp)。应用分析软件, 对大额牛11条Cyt b序列进行了分析, 并结合GenBank中牛属动物6个近缘种的同源序列, 以亚洲水牛(Bubalus bubalis)为外群, 分别采用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建了牛属动物分子系统发育树。序列分析结果表明, 11条大额牛Cyt b序列1 140位点中, 共发现95个变异位点(占分析位点总数的8.33 %), 定义了6种单倍型, 表明大额牛群体的Cyt b基因遗传多态性比较丰富。构建的NJ和MP分子系统树均显示, 大额牛研究群体明显分为3支, 第1支与普通牛(Bos taurus)相聚, 第2支与瘤牛(Bos indicus)相聚, 第3支与印度野牛(Bos gaurus)相聚。系统发育分析表明, 大额牛很可能是印度野牛的家养型或驯化种, 我国大额牛群体可能曾受到其他牛种血缘的入侵。     

长江中上游银[鱼句]线粒体DNA遗传多样性分析

银[鱼句]（Squalidus argentatus）是长江常见小型鱼类,分布广泛于干支流,资源量较大。本研究采用线粒体DNA（mtDNA）细胞色素b基因序列对长江中上游干流江津、荆州、监利、洪湖、黄石江段及支流赤水河、湘江等7个江段共217尾银[鱼句]样品的遗传结构和遗传多样性进行了分析。结果显示,银[鱼句]群体Cyt b基因序列分别检出了81个变异位点和97个单倍型,平均单倍型多样性（Hd）和核苷酸多样性（Pi）分别为0.966和0.008 6。分子方差分析（AMOVA）显示,长江中上游银[鱼句]群体存在显著遗传分化。群体间两两比较分析发现,赤水河群体与其他群体基因交流程度低,遗传分化显著,其他群体间没有显著遗传分化。中性检验结果不支持银 历史上发生过群体扩张。     

鲤鱼野生群体线粒体部分基因片段序列比较

通过对线粒体16S rRNA基因、D-loop区和Cyt b基因部分片段测定,探讨我国鲤鱼C.carpio野生群体和云南大头鲤C.pellegrini的遗传变异和亲缘关系.数据和并后用于分析的序列共1 492 bp,变异位点221个,含简约信息位点217个,其中新疆群体用于分析的序列长度为1 478 bp.以云南大头鲤为外群,推测鲤鱼群体问的系统发育关系和分化时间,MP法和NJ法得到相似的系统树,新疆群体与其他群体的差异较大,遗传距离较远,单独聚为一支,其他群体间相似性较高聚在一起,新疆群体与其他群体间的分化时间约为2.42×106～2.45×106年前.     

基于线粒体细胞色素b基因分析海南岛褐家鼠种群遗传多样性

褐家鼠(Rattus norvegicus)是海南岛的主要害鼠之一,海南岛是我国南方海上的重要交通口岸,但关于海南岛褐家鼠的种群遗传多样性以及和邻近地区褐家鼠种群间的基因交流情况还缺乏了解。本研究测序分析了来自海南岛、广东、越南等地91只褐家鼠的细胞色素b基因,分析了不同种群中的Cyt b单倍型,种群间的遗传分化程度(F_(st)),构建了全世界60个褐家鼠的Cyt b单倍型之间的系统进化关系。结果发现,海南岛琼中/澄迈和崖城的褐家鼠种群没有共享的Cyt b单倍型,种群间出现了明显的遗传分化(F_(st)=0.453),但这两个群体分别与广东和菲律宾/越南的褐家鼠分享共同的单倍型,表明海南岛褐家鼠与广东和菲律宾/越南褐家鼠近代存在着基因交流。系统进化分析结果表明,多数海南岛和广东褐家鼠的Cyt b单倍型来自共同的单倍型组CⅢ和CⅦ,说明海南岛和广东省的褐家鼠可能由一个或多个共同的祖先种群扩散而来。由于褐家鼠喜欢与人伴生,褐家鼠很可能随着黎族人在新石器时代中期(大约3 000年前)或更早以前,从广西、广东沿海地区迁移至海南。     

基于线粒体DNA细胞色素b基因和控制区序列分析西藏雅鲁藏布江黄斑褶鮡种群遗传多样性

采用线粒体DNA（mtDNA）Cyt b基因和D-loop控制区为分子标记,对分布于西藏雅鲁藏布江大峡谷以上里龙段和以下墨脱段2个群体的黄斑褶 （Pseudecheneis sulcata）共60个样本进行遗传多样性研究。获得联合基因有效序列长度为1 893 bp,包括Cyt b基因1 060 bp和D-loop控制区833 bp。结果显示,里龙和墨脱2个群体的单倍型多样性值（Hd）均较高（0.701和0.761）,核苷酸多样性值（π）均较低（0.001 00和0.001 09）;高频率的单倍型Hap1和Hap2为2个群体所共享,推测为祖先单倍型;同时,里龙和墨脱群体分别存在5个和6个特有单倍型,且在2个群体中不共享;分子方差分析（AMOVA）显示遗传变异主要来源于种群内部,群体间呈中度遗传分化水平（Fst = 0.090 44,P < 0.05）;中性检验（Tajima''s D、Fu''s Fs）和核苷酸不配对（SSD、Hir）分析结果揭示,黄斑褶 种群曾经历过种群扩张现象。本研究推测,黄斑褶 2个群体间的基因流动存在障碍,雅鲁藏布大峡谷的海拔落差及水文情势等生态屏障可能是阻碍黄斑褶 迁徙和交流的主要原因。     

2种珍稀裂腹鱼类线粒体DNA部分序列片段的比较分析

对扁吻鱼(Aspiorhynchus laticeps)及塔里木裂腹鱼(Schizothorax biddulphi)线粒体CO I(624 bp)、Cyt b(712 bp)和D-loop(457 bp)基因片段进行了PCR扩增和序列测定.通过分析比较发现,3个片段A+T含量与其他鱼类相比均较高,G含量偏低这一现象在...     

Evidence of three maternal lineages in Near Eastern sheep supporting multiple domestication events

The variability of mtDNA was analysed in local sheep breeds reared throughout Turkey, for which a fragment of the D-loop region and the complete cytochrome b were sequenced. Phylogenetic analyses performed independently for the D-loop and the Cyt b gene revealed three clearly separated clusters indicating three major maternal lineages, two of which had been previously described as types B and A. The new type, C, was present in all the breeds analysed and showed considerable mtDNA variability. Divergence time was obtained on the basis of Cyt b gene and was estimated to be around 160,000-170,000 years ago for lineages B and A, whereas the divergence of lineage C proved to have occurred earlier (between 450,000 and 750,000 years ago). These times greatly predate domestication and suggest that the origin of modern sheep breeds was more complex than previously thought and that at least three independent sheep domestication events occurred. Our results, together with archaeological information and the current wild sheep populations in the Near East region support the high importance of this area in the sheep domestication process. Finally, the evidence of a third maternal lineage has important implications regarding the history of modern sheep.     

基于ISSR标记和线粒体Cyt b基因分析高原鼠兔的遗传多样性及其遗传分化

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原的特有动物和关键种。本实验应用ISSR分子标记和细胞色素b(Cytochrome b,Cytb)基因序列分析了雅鲁藏布江两岸高原鼠兔4个种群的遗传多样性和遗传分化。结果显示,两种标记所得到的4个种群的遗传多样性都较高,并以Cytb基因为指标的遗传多样性水平在种群间体现出较大差异。在ISSR标记中,分子方差分析(AMOVA)表明种群间的遗传变异为13.50%,种群分化较低且UPGMA聚类时江北岸与南岸的种群有交叉;而在Cytb基因中遗传变异主要发生在种群间,占79.24%,种群间存在着显著的遗传分化,且江北岸和南岸的两个种群分别聚为一类。研究结果表明,mtDNA基因在反映种群遗传多样性和遗传分化上较ISSR分子标记相对具有优势。     

中国3个不同地域藏族群体线粒体ATP6、ATP8和Cyt b基因的比较: 探查自然选择在基因组的印记

线粒体基因组(Mitochondrial DNA, mtDNA)具有区别于核基因组的诸多特性(例如缺乏重组等), 在人类进化历史的研究领域具有巨大的应用价值。文章通过对3个不同地域藏族群体线粒体基因组的ATP6、ATP8和Cyt b 基因约2 kb区域的测序研究发现: 随着海拔的增加, 3个基因的全序列、ATP6和ATP8基因逐渐偏离中性模式, 但未呈现显著性差异; 随着海拔的降低, Cyt b 基因受到纯化选择的作用逐渐增大; ATP6基因可能存在适应性选择, 并且随着海拔的增高呈现出适应性选择增强的趋势; 选择的主要因素应该是该群体所处的特殊的地理环境, 即不同的地理环境具有直接的选择作用。     

Population structure in the endangered cyprinid fish Pararasbora moltrechti in Taiwan, based on mitochondrial and microsatellite DNAs

The genetic structure of four populations of Pararasbora moltrechti, an endemic species of the Cyprinidae in Taiwan, was investigated based on the genetic variation of mtDNA Cyt b gene and five microsatellite loci. High haplotype diversity (h = 0.92) but low nucleotide diversity (0.004) in mtDNA was detected in this endangered species. In total, 33 haplotypes and four clusters were identified in its mtDNA. Nevertheless, low correspondence was found between geographical division and mtDNA clusters. In contrast, Bayesian cluster analysis of the microsatellite data identified four genetic groups and revealed highly structured populations. Significantly negative Tajima's D statistics and mismatch distribution analyses suggest that P. moltrechti populations may have experienced a demographic expansion. In light of the results of a nested clade analysis of mtDNA haplotypes, we conclude that recent population fluctuations and restricted gene flow played major roles in shaping the spatial genetic structure of P. moltrechti populations.     

Molecular characterization of relatedness among colour variants of Asian Arowana (Scleropages formosus)

Morphological identification of fish taxa can sometimes prove difficult because phenotypic variation is either being affected by environmental factors, phenotypic characters are highly conserved or marker selection has been inappropriate. DNA based markers especially neutral mitochondrial DNA (mtDNA) have been used widely in recent times to provide better resolution of systematic relationships among vertebrate taxa. The Asian Arowana (Scleropages formosus) is a high value ornamental fish belonging to the family Osteoglossidae with a number of different colour variants distributed geographically across different locations around Southeast Asia. Systematic relationships among colour variants still remain unresolved. Partial sequences of the Cytochrome B (Cyt B) and DNA barcoding gene, Cytochrome C Oxidase I (COI) were used here to assess genetic relationships among colour variants and as a tool for molecular identification for differentiating among colour variants in this species. Results of the study show that in general, colour pattern shows no relationship with extent of COI or Cyt B mtDNA differentiation and so cannot be used to identify taxa. Partial sequences of the mtDNA genes were sufficient however, to identify S. formosus from a closely related species within the order Osteoglossidae.     

西藏小型猪细胞色素b基因序列的比较

目的对西藏小型猪Cyt b-基因序列进行分析,研究其遗传背景及其与国内家猪的亲缘关系。方法提取西藏小型猪和巴马小型猪、贵州香猪、五指山猪的全基因组DNA,设计引物扩增Cyt b基因,测序后进行碱基序列比对,建立亲缘关系树,分析西藏小型猪的遗传背景。结果西藏小型猪等国内部分品种猪的Cyt b基因序列与欧洲猪相比有14个变异位点;但是西藏小型猪与国内品种猪相比存在两个特殊碱基位点即在420位点T→C转换的同时在883位点存在G→A转换。结论西藏小型猪与巴马小型猪、贵州香猪、五指山猪等国内家猪有很近的亲缘关系。同时进一步证实西藏小型猪群体内存在一定的遗传分化。     

中国柽柳沙鼠线粒体DNA 的地理变异及其亚种分化

柽柳沙鼠广泛分布于中亚荒漠地区,在我国分布于蒙新干旱区西部。本研究采用线粒体Cyt b 基因和D-loop控制区两个片段共1 569 bp作为分子标记,对我国蒙新区西部45 个柽柳沙鼠的核苷酸多样性、单倍型多样性及系统发生进行分析,并探讨其亚种分化。45 个柽柳沙鼠线粒体DNA 共定义33 个单倍型,包含142 个核苷酸变异位点(占全序列的9.05% ),其中单态位点34 个,简约信息位点108 个,未发现碱基插入或缺失的现象。基于单倍型的系统发生树和网络关系图显示,柽柳沙鼠的谱系分为两大支:伊犁盆地的种群聚为独立的一支,准噶尔盆地和额济纳地区的种群聚为一支,两大支的分歧时间为0.24 Ma年前,大约在庐山冰期。通过Beast 模拟,柽柳沙鼠在近15 000年有一次快速的种群衰退,表明柽柳沙鼠种群受到了末次盛冰期的影响。基于Cyt b 基和D-loop 序列的证据,我们认为分布于新疆伊犁盆地的柽柳沙鼠为哈萨克亚种(M. t. jaxartensis),分布于我国新疆准噶尔盆地以及甘肃、内蒙地区的为敦煌亚种(M. t. satchouensis)。     

秦岭细鳞鲑人工繁育群体与野生群体遗传变异分析

研究利用线粒体DNA（细胞色素b基因序列和D-loop区序列）序列对秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）野生群体和人工繁育群体的种群遗传结构进行了分析。结果表明, 在86个个体扩增出的线粒体D-loop区730 bp片段中, A+T含量（63.5%）明显高于G+C含量（36.5%）。Cyt b基因序列扩增1141 bp, A+T含量（52.8%）明显高于G+C含量（47.2%）。野生群体43个个体共检测到18个单倍型, 繁育群体43个个体中共检测到24个单倍型, 两个群体共享8个单倍型; 秦岭细鳞鲑野生群体的单倍型多样性和核苷酸多样性（h=0.9070.026; =0.002870.00074）低于繁育群体（h=0.9170.035; =0.003490.00083）, AMOVA分析显示, 98.37%的分子差异位于群体内, 1.63%的分子差异位于群体间, 两群体之间的遗传分化水平较低（Fst=0.01631, P=0.1075; Nm=30.16）。采用邻接法构建的系统发育树和单倍型网络图分析表明, 各群体内的个体不形成单系群, 两者之间互有交叉。总之, 秦岭细鳞鲑野生群体与繁育群体之间基因交流充分, 未出现遗传分化。