利用核糖体基因研究鲹系(Carangimorphariae)代表鱼类之间的系统关系

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关于鲽形目起源问题的研究既有形态学结果也有分子系统学结果,但是这些结果之间存在很大的争议。本研究以核糖体基因为分子标记,选取与鲽形目有较近亲缘关系的鲹科(Carangidae)、射水鱼科(Toxotidae)、剑鱼科(Xiphiidae)、尖吻鲈科(Latidae)、军曹鱼科(Rachycentridae)这5个科的11种25个个体的鱼类作为研究对象,对核糖体基因的多态特征进行了分析和比较;探究了不同基因和间隔区片段对鲹系鱼类系统关系的影响;并结合鲽形目8科13种鱼类的数据构建系统发育树,用以探讨鲹系内鲽形目和其他5个科代表鱼类之间的亲缘关系以及鲽形目的起源问题。主要结果如下:  鲹系11种代表鱼类的核糖体基因存在丰富的多态特征。不论是18S、5.8S和28S rDNA还是ITS1和ITS2,都存在个体内以及同种不同个体间的序列多态性,但多态性主要表现为单核苷酸替换。3个rDNA中5.8S rDNA最保守,其次是28S rDNA,最后是18S rDNA;每个种的18S rDNA都有各自特异的位点。比较特殊的是布氏鲳鲹28S rDNA,存在四种序列类型,包括缺失类型和重组类型。  不同物种的ITS1和ITS2存在显著的长度多态。11种鱼类的ITS1长度范围为443-662bp,ITS2的长度范围为310-515bp。大多数物种的多态特征仅表现为单核苷酸位点替换,不严格遵循协同进化;而军曹鱼ITS1存在缺失序列,吉打副叶鲹ITS2具有缺失、重组序列,金带细鲹ITS2和日本竹荚鱼ITS2具有缺失和微卫星序列,遵循非协同进化。整体来说,ITS2的变异程度比ITS1相对要大。  鲹系11个代表种的核糖体基因GC含量均大于50%,其中间隔区ITS的GC含量大于60%,也大于rDNA,更远大于硬骨鱼类基因组的GC含量。rDNA的G含量大于C含量,而ITS正好相反。  利用ITS1、ITS2序列构建鲹系代表鱼类的系统树,结果表明,ITS1多态性不影响种类的聚类关系,而吉打副叶鲹ITS2的7种多态类型没有按种类聚类而是分散在其他种类序列之中。但将ITS与rDNA序列结合构建的系统关系树中,吉打副叶鲹ITS2的多态性则不影响该种的聚枝。将18S,ITS1,5.8S,ITS2,28S序列进行组合,构建的鲹系内鲽形目和其相近的5个科代表鱼类的系统关系树中,鲽形目和其他5个科的鱼类并没有完全区分开,该研究结果支持鲽形目的复系起源理论。
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