● 摘要
本研究用LA-PCR与Sub-PCR相结合的方法测定了北方花鳅(Cobitis granoei)线粒体基因组序列,并使用生物信息学相关软件对其进行了注释和分析,后联合Genbank已公布的鳅类线粒体基因组数据,对鳅类系统发育关系进行研究。所得主要结论如下:
1. 北方花鳅线粒体基因组序列长度为16578 bp,共编码了37个基因,分别为2个rRNA基因(12SrRNA和16SrRNA),13个蛋白质编码基因(分别是COⅠ、COⅡ、COⅢ、ATP6、ATP8、ND1、ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6、Cyt b),22个tRNA编码基因,还有一个非编码控制区(D-loop控制区)。
2. 北方花鳅线粒体基因组碱基组成具有明显的A+T偏向性,总A+T含量达55.8%,北方花鳅D-loop控制区的A+T含量为64.5%,高于北方花鳅线粒体基因组全序列总水平。
3. 北方花鳅线粒体基因组13个蛋白质编码基因中,除了COⅠ基因以GTG为起始密码子外,其余都是以ATG作为起始密码子;ND1、COⅠ、ATP6、ATP8、ND4L、ND5这6个基因是以完全的TAA行使终止密码子功能,ND3和ND4是不完全的TA作为终止密码子,ND2、COⅡ、ND6、COⅢ和Cytb则仅是不完全的T。
4. 对北方花鳅的12SrRNA和16SrRNA全序列的二级结构进行预测,后比较发现北方花鳅的核糖体RNA二级结构保守,其中北方花鳅12SrRNA二级结构含有43个茎环结构,北方花鳅16SrRNA二级结构包含6个结构域和53个茎环结构。
5. 北方花鳅线粒体基因组中tRNA-SerAGY基因的DHU臂发生缺失,只形成了一个环,其余21个tRNA基因的二级结构均呈典型的三叶草形结构,且都存在一定数量的碱基错配,以G-U错配为最高。
6. 北方花鳅非编码区D-loop控制区位于tRNAPro基因与tRNAPhe基因之间,长度是922 bp,A+T含量达64.5%。北方花鳅控制区序列中找到了以下序列:5′端的终止序列TAS(TACATATTA);北方花鳅的中央保守序列区序列CSB-D(TATTACTGGCATCTGTGTA);CSB-F(ATGTAGTAAGAGACCA);CSB-E(TCAGGGACAATAATCGTGGGGGT);北方花鳅3′端的保守序列区序列分别为CSB-1(AGTTAATGTGAATGAATGATGAAAAGA)和CSB-2(CAAACCCCCTTACCCCC),CSB-3(TGTCAAACCCGAAACCA)。
7. 通过利用线粒体基因组三组数据集对鳅类进行系统发育分析,分析结果显示:所建的鳅类系统发育树显示的进化分类关系与Nalbant在2002年提出的观点较一致,主要为:1)鳅类中原来划归鳅科的条鳅亚科、花鳅亚科、沙鳅亚科均可提升为科;2)条鳅科与花鳅科的亲缘关系较与沙鳅科近,花鳅科最进化,条鳅科较进化,沙鳅科最为原始;3)梵条鳅属可上升为梵条鳅亚科(Vaillantellinae)归入沙鳅科,而非条鳅科。
8. 线粒体基因组序列信息在参与动物分类及系统发育关系方面能提供很好的佐证,为生物多样性及系统进化研究提供了一条重要途径。
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