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蛙科动物(Ranidae)是两栖动物无尾目(Anura)下新蛙亚目(Neobatrachia)中一个物种数量繁多的大科。对于蛙科的系统关系存在争议,蛙科内属的关系也未得到很好的解决。这是因为大部分研究采取的分子遗传标记数据较少,所以系统发生关系差异明显。本研究测得了花臭蛙(Odorrana schmackeri)的线粒体基因组全序列后,联合NCBI网站发布的现有的蛙科动物的线粒体全序列构建系统发生树,以期为蛙科的系统发生关系提供更多证据。 本研究根据Oligo7.0软件设计出能扩增出花臭蛙(Odorrana schmackeri)线粒体全序列的17对引物,然后采用PCR及LA-PCR方法扩增序列并进行测序。得出花臭蛙线粒体基因组全序列长为18610bp,包含36个基因,分别为2个rRNAs基因、13个蛋白编码基因、21个tRNAs(缺少tRNA-His),还有一个控制区外加几个非编码空隙。通过跟石川臭蛙控制区对比,花臭蛙控制区终止相关序列区(TAS)的序列为:TATACTATGTATAATCATCATTAATCTATATAGTT;保守区(CSB):三个短的序列框CSB-1 (TAAATGAATGCTCGAATGACATA),CSB-2 (TACCCCCCCCCTTTACCCCC),CSB-3 (CCTTAAAACCCCCCCCGA);没有识别到中央保守区(CD)。在花臭蛙控制区5和3两端分别找出长为468 bp、195 bp的两个串联重复序列VNTRs1和VNTRs2,5端的VNTRs1为62 bp,重复6次:5-ATATAGATATAGGTACTATATCATACTATGTATAATCACCATTAATCTATATGGTTACATTC-3,而在3端发现了15 bp长的重复13次的VNTRs2:5-TAGATATACCTATAA-3。花臭蛙线粒体基因排列方式跟新蛙亚目的基本一致,除了花臭蛙的线粒体基因组中缺失tRNA His,推测tRNA His在线粒体中的消失是直接丢失或是转移到了细胞核中。 本文选择了15个属共70种蛙科动物,外加蟾蜍科的两种蟾蜍隐耳蟾蜍(Bufo cryptotympanicus)和史氏蟾蜍(Bufo stejnegeri)作外群,构建了基于线粒体全序列的系统发生树。结果显示:系统发生树高度支持将文中选取的70种蛙类动物分为两个进化枝:分支A和分支B。分支A包括倭蛙属、棘蛙属、大头蛙属、虎纹蛙属(Hoplobatrachus)、陆蛙属(Fejervarya)和水栖蛙属(Euphlyctis)6个属。分支B由湍蛙属(Amolops)、侧褶蛙属(Pelophylax)、拇棘蛙属(Babina)、臭蛙属(Odorrana)、蛙属(Rana)、腺蛙属(Glandirana)、水蛙属(Hylarana)七个属组成。所以分支A和分支B分别代表叉舌蛙亚科和蛙亚科。另外,跟大部分研究结果不同的是,圆舌浮蛙(Occidozyga martensii)聚到了叉舌蛙亚科和蛙亚科之外。从系统发生关系看,支持将叉舌蛙亚科和蛙亚科两个亚科升级为两个科:叉舌蛙科和蛙科。 新蛙亚目有区别于典型脊椎动物的特定线粒体基因排列方式,但新蛙亚目中常常发生线粒体基因重排现象。在选取的物种中,重排的方式主要有:控制区下游的LTPF基因簇、NDII和COI之间的WANCY基因簇、tRNA His和ND5的易位及tRNA Met和控制区CR的复制等。线粒体基因重排跟系统发生树分类基本一致。进化枝B中虎纹蛙属和六趾蛙都复制了另一个CR,并且ND5基因位移到了复制的CR区下游,从而拥有两个控制区;而在系统发生树中,虎纹蛙属和六趾蛙聚合在一起,说明基因重排能反映出系统关系。所以在系统发生关系研究中,可以将线粒体基因的重排作为探究系统发生的一个有力的分子标记。