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虹银汉鱼指银汉鱼目(Atheriniformes)下的虹银汉鱼科(Melanotaeniidae)的鱼类,虹银汉鱼主要分布在澳洲地区,体长多半在6-18公分之间,体色丰富多变,中文名常以“美人”、“彩虹鱼”称之。虹银汉鱼在我国没有分布,全部依赖原产地进口,其分子数据(mtDNA)极度匮乏,为引进开发和保育工作带来一定难度。虹银汉鱼具有明显的地理分布特征,被认为是研究澳洲地区生物地理学的重要生物材料,具有重要的分子系统学意义。本研究通过PCR测序和克隆测序的方法测得了4种虹银汉鱼线粒体基因组序列,并运用生物信息学软件对测序结果进行了拼接、注释及分析。然后以颌针鱼目青鳉鱼作为外系群,基于银汉鱼目12种鱼类线粒体基因组序列,采用3种建树方法:邻接法(NJ)、最大似然法(ML)及贝叶斯法(BI)对该科鱼系统发育关系进行研究。并在系统发育结果的基础上结合地理分布,探讨了薄唇虹银汉鱼与虹银汉鱼属、舌鳞银汉鱼属的系统发育关系。主要研究结果如下:1.4种虹银汉鱼线粒体基因组测序及结构分析所测得的4种虹银汉鱼mtDNA长度分别为:16539bp(舌鳞银汉鱼)、16493bp(贝氏虹银汉鱼)、16536bp(薄唇虹银汉鱼)、16530bp(澳洲虹银汉鱼),长度不同主要是由非编码区的长度差异较大引起的。线粒体基因组主要由编码区和非编码区构成,非编码区为两段:轻链复制起始区与控制区,编码区由13个编码蛋白质的基因、2个rRNA基因及22个tRNA基因。另外,编码在轻链(L-strand)的基因仅有ND6和8个tRNA基因,剩余基因均编码于重链(H-strand)。一般情况下仅COⅠ基因使用GTG作为起始密码子,但舌鳞银汉鱼的ATP6基因采用GTG作为起始密码子。线粒体基因组全序列AT碱基含量大于GC含量,且蛋白质编码基因密码子三个位点均表现出较严重的低G偏倚现象。22个tRNA中,除tRNASer(UGA)基因缺失DHU臂之外,其他tRNA基因均可形成稳定的三叶草型二级结构。4种虹银汉鱼的轻链复制起始区(OL)均可形成稳定的茎环结构。我们在四种鱼控制区中识别到终止序列区(ETAS),中央保守区(CSB-B、CSB-E)及保守序列区(CSB-1、CSB-2、CSB-3),通过对比发现,终止序列区和中央保守区变异都较大。4种鱼线粒体基因组的组成及排列方式一致,tRNA二级结构类似,rRNA和tRNA变异位点分别占7.3%、5.6%,体现出虹银汉鱼线粒体基因组在进化过程中的保守性。蛋白基因和非编码区碱基差异较大,变异丰富,变异位点分别占19.5%和20.3%,又体现出虹银汉鱼物种间的遗传多样性。2.基于线粒体基因组的虹银汉鱼科系统发育研究以颌针鱼目青鳉鱼作为外系群,基于银汉鱼目12种鱼类线粒体基因组序列,采用邻接法(NJ)、最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)建立系统发育树。结果显示,三种建树方式均得到一致的拓扑结构,与虹银汉鱼科最先聚为一支的是银汉鱼科,接着与浪花银汉鱼科聚为一支,拟银汉鱼科则位于拓扑结构的最外层。虹银汉鱼科7种鱼形成非常明显的单系群,但是该单系群内薄唇虹银汉鱼并没有和其他虹银汉鱼属鱼类聚为一支,而是与舌鳞银汉鱼属聚为姊妹群,结合其地理分布分析,我们认为薄唇虹银汉鱼在遗传关系和地理关系上与虹银汉鱼属较远,而与舌鳞银汉鱼属较近。该结果将为为薄唇虹银汉鱼分类地位的重新划分提供依据。