论文部分内容阅读
分类学和系统学是研究生物多样性及其规律的重要工具。棘头虫是专性寄生于脊椎动物消化道内的一类重要动物寄生虫类群。目前基于比较形态学建立的棘头虫的分类标准和分类系统仍存在很多争议。核糖体DNA(rDNA)及线粒体DNA(mtDNA)序列被证明可为棘头虫的物种鉴定及系统发育分析提供有效的遗传标记。然而,目前关于棘头虫线粒体基因组的分子数据仍然很有限。迄今为止,只有17种棘头虫的线粒体基因组的完整序列被解码。因此,需要解析更多的棘头虫的线粒体基因组序列,从而为更好的解决棘头动物门的系统分类学问题提供分子数据。本研究首次测序注释了6种棘头虫的线粒体基因组全序列,包括Sphaerirostris picae(喜鹊球吻棘头虫)、S.lanceoides(似矛球吻棘头虫)、Centrorhynchus milvus(鸢中吻棘头虫)、C.clitorideus(核中吻棘头虫)、Cavisoma magnum(大腔体棘头虫)和Neoechinorhynchus sp.(新棘吻属未定种)。这6种棘头虫分别采集于巴基斯坦和中国的鱼类及鸟类体内。采用通用引物或自行设计的引物,对这6种棘头虫进行PCR扩增,获得其rDNA的内转录间隔区(ITS)以及完整或几乎完整的线粒体基因组序列,其中ITS数据用于棘头虫的分子鉴定。本研究解析的6种棘头虫线粒体基因组均包含36个基因,包括12个蛋白编码基因(PCGs)、2个核糖体RNA基因(rrnL和rrnS)、22个转运RNA基因(tRNAs)和1-2个非编码区(NCR)。论文对每种棘头虫mtDNA的12个PCGs的核苷酸组成、基因排列、相对同义密码子使用度(RSCU)和密码子使用情况等都做了比较分析。这6种棘头虫的线粒体基因组的组成与目前报道的其它棘头虫相同,都缺失atp8基因。基于本论文首次测序得到的6种棘头虫的12个PCGs推断的氨基酸序列以及GenBank已有棘头虫物种数据,构建了迄今包括代表类群最全的棘头动物门的系统进化树。研究结果支持将棘头动物门分为古棘头虫纲(Palaeacanthocephala)、始棘头虫纲(Eoacanthocephala)、原棘头虫纲(Archiacanthocephala)三个纲,其中原棘头虫纲(Archiacanthocephala)位于整个棘头动物门的最基部。多棘头虫纲(Polyacanthocephala)的有效性存在质疑。此外,我们的系统发育分析显示古棘头虫纲(Palaeacanthocephala)的多型目为单系类群,棘吻目(Echinorhynchida)为并系类群。本论文基于系统发育分析结果,首次提出多型目(Polymorphida)的中吻科(Centrorhynchidae)与Polymorphidae+Plagiorhynchidae为姊妹群,球吻属(Sphaerirostris)应该是中吻属(Centrorhynchus)的同物异名。本论文丰富了目前棘头虫动物门的线粒体基因组数据,重建了棘头动物门代表类群的系统进化关系,对当前棘头动物门分类系统提出了新的见解。研究结果对于进一步重建符合自然进化规律的棘头虫分类系统,揭示该类群的早期演化历史具有重要的理论意义。