多刺蚁属线粒体细胞色素b序列变异及系统发育关系分析

多刺蚁属18种昆虫线粒体细胞色素b基因都显示出高A+T含量,达到65.11%~73.66%,表现出很强的A/T碱基偏好性。针对748 bp的基因核苷酸多序列比对显示细胞色素b基因之间同源性高,碱基之间无插入或缺失突变,序列变异形式主要表现为替换。对细胞色素b蛋白的部分序列(133~143个氨基酸)进行比对,结果显示完全无变异的氨基酸有34个,占总氨基酸数目的 23.78%~25.56%,同时也鉴定出至少6个保守的功能结构域。基于细胞色素b蛋白部分序列采用邻接法构建了多刺蚁属分子系统树,其中4对蚁种亲缘关系较近,有3个蚁种在进化树中各自形成一个独立的分支,显示出不同的进化起源。     

基于Cytb基因的九种多刺蚁(膜翅目:蚁科)的分子系统学

为了提供我国多刺蚁属(Polyrhachis)昆虫的分子系统学资料,我们对9种多刺蚁的mtDNA的Cytb部分序列进行测定和分析.在所得465个位点的序列中,变异位点152个,占32.7%,碱基T、C、A和G的平均含量分别为42.0%、19.6%、29.2%和9.2%,A+T平均含量71.2%.在氨基酸组成上,共编码155个氨基酸.碱基替换主要发生在密码子第三位点,转换频率大于颠换频率,转换主要发生在T与C之间,颠换主要发生在T与A.以弓背蚁属(Camponotus)的黄斑弓背蚁(C.albosparsus)和浅毛弓背蚁(C.albivillosus)为外群,用NJ、MP及贝叶斯推论法构建系统发育树.本研究结果与经典分类结果相符:在9种多刺蚁中,Myrmhopla亚属的双齿多刺蚁(P.dives)独立成为一支,分化较早,位于系统进化树的最底部,最早分化出来;而Myrma亚属的亚毛多刺蚁(P.subpilosa)、梅氏多刺蚁(P.illaudata)、警觉多刺蚁(P.vigilans)以及拟梅氏多刺蚁(P.proxima)聚合成一支,位于系统进化树的最顶端,它们的亲缘关系相近,属于较进化的类群.但是Polyrhachis亚属的叶形多刺蚁(P.lamellidens)和Cyrtomyma亚属的结多刺蚁(P.rastellata)的进化关系仍需要进一步探讨.     

拟黑多刺蚁脱皮激素受体编码基因的克隆及系统发育分析

为了研究脱皮激素受体在拟黑多刺蚁发育中的功能,本项目采用逆转录PCR方法从拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)中克隆到脱皮激素受体编码基因PvEcR全长序列,对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。从拟黑多刺蚁中克隆到脱皮激素受体蛋白编码基因1 737bp的全长序列,该序列编码578个氨基酸,预测的蛋白分子量大小为63.098×103,理论等电点为7.41。NCBI蛋白质数据库中进行Blast搜索表明,拟黑多刺蚁脱皮激素受体蛋白PvEcR存在至少6类保守结构区域,主要为DNA结合位点、配体结合位点和激活因子识别位点。PvEcR蛋白序列磷酸化位点预测共揭示48个可能的磷酸化位点。PvEcR与其他昆虫脱皮激素受体蛋白在氨基酸序列上同源性高达70%以上。基于脱皮激素受体蛋白氨基酸序列构建的系统发育树表明,几乎所有蚁类脱皮激素受体形成一个大分支,其中拟黑多刺蚁与佛罗里达弓背蚁表现出最近的亲缘关系。     

COⅡ基因在昆虫分子系统学研究中的作用和地位

细胞色素氧化酶Ⅱ(cytochromeoxidaseⅡ,COⅡ)基因位于线粒体DNA(mtDNA)上,编码细胞色素氧化酶亚基Ⅱ,该亚基为细胞色素c提供重要的结合位点。COⅡ基因进化速率较快,是昆虫分子系统学研究中理想的分子标记。目前,已经利用该基因从各个分类水平对昆虫系统发育关系、物种形成与分化、种群遗传与变异及生物地理等方面做了广泛的研究。研究表明,利用该基因可以很好地解决昆虫属、种及种下分类单元的系统发育问题,但是在解决科、亚科等高级阶元的系统发育关系时仍存在一些局限,COⅡ基因与其他mtDNA及核基因的联合分析能够更好地解决昆虫的系统发育问题。     

基于MTDNA序列的中国臭蚁亚科(膜翅目,蚁科)分子系统学研究

通过对臭蚁亚科7属16种昆虫(凹头臭蚁属philidris因未采集到除模式标本以外的标本,故未包含在其中)线粒体DNA的COⅠ、COⅡ和Cyt b基因部分序列(1 801 bp)进行测定,并从GeneBank下载Leptomyrmex unicolor相应基因片段序列,以江华多刺蚁Polyrhachis jianghuaensis和聚纹双刺猛蚁Diacamma rugosum作外群,重建了中国臭蚁亚科系统发育关系.研究结果支持(狡臭蚁属Technomyrmex+(酸臭蚁属Tapinoma+光胸臭蚁属Liometopum)的关系,虹臭蚁属Iridomyrmex+凹臭蚁属Ochetellus为姐妹群,强烈支持臭蚁属Dolichoderus的单系性,8种臭蚁的遗传关系稳定:((((((平背臭蚁D.flatidorsus+黑腹臭蚁D.taprobanae)+(皱头臭蚁D.rugocapitus+费氏臭蚁D.feae)+双疣臭蚁D.thoracicus)+凹头臭蚁D.incisus)+西伯利亚臭蚁D.sibiricus)+毛臭蚁D.pilosus).系统发育树显示细臭蚁属Leptomyrmex在臭蚁亚科进化过程中的分类地位不确定,没有与同族的虹臭蚁属和凹臭蚁属聚在一起,而是与穴臭蚁属Borhriomyrmex聚在一起互为姐妹群,这与传统的形态分类观点不一致,还有待于进一步研究.     

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samia cynthia ricini线粒体基因组(mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ(COX3)、tRNA-Gly和部分的NADH亚基Ⅲ(ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含789个核苷酸,编码262个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较,发现COX3基因的3′端比5′端要保守,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为66 bp的tRNA-Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是80.2%和85.6%。根据COX3氨基酸序列进行了12种无脊椎动物的分子进化树分析,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。     

墨天牛属昆虫COⅠ基因比较及系统学初步研究

【目的】对11种墨天牛线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ)进行比较并对墨天牛属系统发育关系进行初步探讨。【方法】本文测定分析了11种墨天牛线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ),并采用简约法和贝叶斯推论法构建了墨天牛属的分子进化树。【结果】序列比对分析得到470 bp大小的COⅠ基因片段,其中可变异位点169个(36.0%),保守位点301个(64.0%),转换/颠换的平均值(R值)为1.03,说明此段序列适合于分子进化树。利用不同系统发育重建方法得到的进化树具有相似的拓扑结构,同时结合形态学分类特征对墨天牛属昆虫的分子系统进化关系进行探讨。结果显示分子结果与形态分类结果相似。【结论】利用COⅠ基因构建的墨天牛属系统发育树是探讨墨天牛分类的有效方法。     

松鸡科13种鸟类COⅠ序列变异及系统发育分析

线粒体DNA中的细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ基因,即COⅠ是DNA条形编码的主要基因,是一个很好的物种鉴定工具,目前广泛应用于鸟类系统发育研究。通过测定花尾榛鸡和黑琴鸡COⅠ基因的序列,并结合GenBank中松鸡科13种鸟类的同源序列,对松鸡科鸟类进行了序列变异和系统发育分析。结果显示,松鸡科物种的种间变异大于种内变异。序列分歧和系统分析结果支持花尾榛鸡Tetrastes bonasia归于松鸡科Tetraonidae榛鸡属Tetrastes。黑琴鸡Lyrurus tetrix与Tetrao属中其它物种的分歧小于松鸡科其它属间分歧,且黑琴鸡聚在Tetrao内,研究结果倾向支持黑琴鸡归于松鸡属Tetrao。     

CO Ⅰ SEQUENCE VARIATIONS AND PHYLOGENETIC RELATIONSHIPS AMONG 13 SPECIES OF TETRAONIDAE BIRDS

线粒体DNA中的细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ基因,即CO Ⅰ是DNA条形编码的主要基因,是一个很好的物种鉴定工具,目前广泛应用于鸟类系统发育研究.通过测定花尾榛鸡和黑琴鸡CO Ⅰ基因的序列,并结合GenBank中松鸡科13种鸟类的同源序列,对松鸡科鸟类进行了序列变异和系统发育分析.结果显示,松鸡科物种的种间变异大于种内变异.序列分歧和系统分析结果支持花尾榛鸡Tetrastes bonasia归于松鸡科Tctraonidae榛鸡属Tetrastes.黑琴鸡Lyrurus tetrix与Tetrao属中其它物种的分歧小于松鸡科其它属间分歧,且黑琴鸡聚在Tetrao内,研究结果倾向支持黑琴鸡归于松鸡属Tetrao.     

斑皮蠹属昆虫COⅠ基因比较及系统学初步研究

对6种斑皮蠹线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ)进行比较并对斑皮蠹属系统发育关系进行初步探讨。本研究测定分析了6种斑皮蠹线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ),并采用简约法和贝叶斯推论法构建了斑皮蠹的分子进化树。序列比对分析得到365 bp大小的COⅠ基因片段,其中可变异位点182个(49.9%),保守位点174个(47.7%),转换/颠换的平均值(R值)为0.9,说明此段序列适合于分子进化树。利用不同系统发育重建方法得到的进化树具有相似的拓扑结构,同时结合形态学分类特征对斑皮蠹属昆虫的分子系统进化关系进行探讨。研究显示分子结果与形态分类结果相似。利用COⅠ基因构建的斑皮蠹系统发育树是探讨斑皮蠹系统学的有效方法。     

线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因的进展

细胞色素氧化酶由13个亚基组成,其中构成级联反应核心的最大3个亚基(COXⅠ,COXⅡ和COXⅢ)由mtDNA编码,其余10个亚基(COⅣ,Ⅴa,Ⅴb,Ⅵa,Ⅵb,Ⅵc,Ⅶa,Ⅶb,Ⅶc,和Ⅷ)均由nDNA编码。COXⅠ亚基与hemea、hemea3、CuB结合,直接参与质子泵过程;COXⅡ亚基与CuA结合,位于线粒体包质面与细胞色素C进行反应;COXⅠП亚基参与氧化还原连接的质子易位过程;其余10个亚基的功能尚不明确。COX是线粒体组装所必需的基因,其表达调控与nDNA和mtDNA相互作用有关。     

细胞色素b基因序列与11种熊蜂的系统进化

通过比较一段357b的细胞色素b的序列,分析了熊蜂属5亚属11种熊蜂系统发育关系。5亚属包括Bombus( 5种）,Thoracobombus(3种）,Mendacibombus(1种）,Fervidobombus(1种）和Pyrobombus(1种）,该序列有65个单变异态位点和71个简约信息多态位点,翻译成119个氨基酸序列后有45个氨基酸变异位点。根据P－距离构建的邻接树（NJ tree)和最大简约树（MP tree)都显示同样的结果：Mendacibombus (B.avinovielllus)分化最早;Fervidobombus(B.pensylvanicus)次之;Pyrobombus(B.impatiens)和Bombus形成姊妹群;Bombus亚属是单系群,其中B.ignitus在所研究的5个种中分化最早。     

阴地蕨属药用植物matK基因编码区全序列测定及编码产物研究

以阴地蕨属(Botrychium)5种药用植物的matK基因为对象,分析matK基因编码区全序列和其编码产物MATK蛋白的氨基酸序列特征,并比较他们在用于阴地蕨属药用植物系统发育关系研究中的差异。结果显示,阴地蕨属5种植物matK基因全长为1500~1503 bp,共有153个变异位点,其编码产物均为不稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。系统发育分析结果表明,基于matK基因序列的系统发育分析更适合于阴地蕨属种间亲缘关系的鉴定,说明matK基因在阴地蕨属植物的鉴定中具有一定的应用价值。     

我国32种鸟类DNA条形码分析

DNA条形码是一种分子分类方法,近年来在物种鉴定方面得到迅速的发展和应用.本研究分析了我国27属32种鸟类(61只)的线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的条形码片段,分别用阈值法、聚类法和诊断核苷酸进行了分析,探究DNA条形码鉴定我国鸟类的准确性.结果显示,种内CO Ⅰ序列变异很小,种间存在较多的变异位点,种间的遗传距离显著大于种内的遗传距离,DNA条形码序列能够鉴定所有鸟类.     

基于四个线粒体基因片段的银鱼科鱼类系统发育

银鱼科鱼类是我国重要的经济鱼类,但其属间系统发育关系与属、种的界定尚存争议。研究使用线粒体12S/16S核糖体RNA、细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因部分序列以及NADH脱氢酶亚基1全长序列重建银鱼科属间的系统发育。结果显示银鱼科鱼类是单系群,白肌银鱼属在银鱼系统发育的基部,"大银鱼属+新银鱼属"、"间银鱼属+银鱼属"形成两个单系亚群,但日本银鱼属的位置没有很好解决。基于COI基因序列计算的"短吻-陈氏-太湖-近太湖新银鱼复合群"种间遗传距离为0—0.19%、"乔氏-寡齿新银鱼复合群"种间遗传距离为0%。整合研究结果与前人形态、分子证据,详细地讨论了银鱼的属、种分类。     

G-CSF受体胞内区结合蛋白COXⅡ的分子克隆及相互作用验证

为寻找与G-CSF受体胞内区相互作用的蛋白．探讨其可能的信号传导机制,应用酵母双杂交技术从小鼠胎肝文库中筛选到与G-CSF受体胞内区相互作用的蛋白—细胞色素C氧化酶Ⅱ亚基(COXⅡ);采用PCR技术从小鼠肌肉cDNA中克隆到全长COXⅡ,并应用哺乳动物细胞双杂交实验验证了COXⅡ与G-CSF受体胞内区相互作用。构建了一系列G-CSF受体胞内区短截体．应用细胞双杂交技术确定COXⅡ主要结合于G-CSF受体的Box3区：随后构建了COX Ⅱ-GFP融合表达载体,观察到COXⅡ在COS7细胞中为全细胞分布．这些结果为揭示COX Ⅱ的新功能及发现G-CSFR新的信号传递通路提供了线索。     

猪科的系统发育与系统地理分化

猪科动物是最为昌盛的哺乳动物之一,但它们的分类及系统发育关系却尚待解决。为此,用PCR直接测序法测定了一个红河猪(Potamochoerusporcus)、一个马来西亚野猪(Susbarbatus)以及数头欧亚野猪(Susscorfa)线粒体细胞色素b全序列1140bp。结合从GenBank中获得的其他猪科物种胞色素b序列,用邻接法和最大简约法构建了猪科物种的系统发育关系,其结果显示苏拉威西鹿猪与其他猪科物种为姐妹群的关系。非洲物种疣猪和河猪聚为一枝,而欧亚猪属物种聚为另一支。各物种在系统发育关系中的位置与它们的地理分布对应。猪属物种可以被划分为3个种组:分布于菲律宾群岛、苏拉威西岛及其邻近岛屿的猪属物种形成一个种组,包括苏拉威西岛疣猪、菲律宾疣猪和印度尼西亚疣猪;欧亚野猪种组,包括欧亚野猪和姬猪;须猪和爪哇疣猪形成一个种组。     

基于COⅠ、COⅡ和Cyt b基因部分序列研究斑粉蝶属(鳞翅目,粉蝶科)分子系统关系

为了探讨斑粉蝶属Delias的系统发生关系,对中国产6种斑粉蝶21只标本的细胞色素氧化酶Ⅰ(CO Ⅰ)基因(约653 bp)、细胞色素氧化酶Ⅱ(COⅡ)基因(约677 bp)和细胞色素b(Cyt b)基因(419 bp)部分序列进行了分析(共1749 bp).其中有355个变异位点,352个简约信息位点,表现出明显的A+T含量(72.61%)偏异.结合从GenBank中获得的29个种斑粉蝶的COⅠ和COⅡ基因部分序列,分别采用最大简约法(Maximum Parsimony,MP)和贝叶斯推论法(Bayesian Inference,BI)构建了斑粉蝶属分子系统树.结果表明:报喜斑粉蝶D.pasithoe和优越斑粉蝶D.hyparete关系较近,隐条斑粉蝶D.subnubila、艳妇斑粉蝶D.belladonna关系较近.此外,系统分析结果很好的支持了基于形态学分类的geraldina、cuningguti、dorimene、hyparete种组,支持将D.harpalyce从belisama种组移到nigrina种组,将D.messalina从nigrina种组移到kummeri种组.     

浙江近海鰓属鱼类形态描述及中国鰓属鱼类分子系统发育分析

为明确浙江近海鲵属鱼类物种组成, 对采自舟山和温州近海共计411尾鲵鱼样品进行形态学测定, 并基于线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ亚基(COⅠ)基因片段探讨其序列差异及系统发育关系。结果显示: 浙江近海的鲵属鱼类为少鳞鲵和中国鲵, 两种鲵鱼形态特征鲜明, 鱼鳔形态差异明显。所测得的少鳞鲵和中国鲵COⅠ基因片段长度均为600 bp, 平均GC含量分别为46.6%和49.9%。依据Kimura-2-parameter模型(K2P), 少鳞鲵和中国鲵的种内平均遗传距离分别为0.002和0.000, 两种间平均遗传距离为0.211。采用邻接法构建的系统发育树显示, 中国鲵先和邵氏鲵聚为一支, 然后与少鳞鲵聚为一支, 再与其他鲵属鱼类聚类。研究结果明确了浙江沿海鲵属鱼类的物种组成, 并为探讨少鳞鲵和中国鲵的系统发育关系及基于COⅠ基因的鲵属鱼类物种鉴定提供了参考。     

基于细胞色素 b 基因序列对蜻科部分种类系统进化研究(蜻蜓目∶差翅亚目)

采用PCR产物直接测序法,获得了蜻科6属9种蜻蜓的线粒体细胞色素 b (Cyt b)核苷酸序列(长度576 bp).A+T平均含量较高,为69.2%.氨基酸密码子第三位点的A+T平均含量最高(86.5%).变异位点数为216个(约占37.5%),简约信息位点148个,数据显示这几种蜻蜓之间DNA序列变异丰富.用一种豆娘 Megalestes maai 作外群构建系统发育树表明蜻科为单系群,灰蜻属较进化,黄蜻属相对较古老一些.这6属的起源关系为黄蜻属和赤蜻属→宽腹蜻属→椎腹蜻属和红蜻属→灰蜻属.