大壁虎的分子系统发育研究

摘要

大壁虎(Gekko gecko)隶属壁虎科(Gekkonidae)壁虎属(Gekko),是我国国家二级保护动物。大壁虎自1758年由林奈定名以来,动物分类上一直作为一个物种看待。20世纪80年代始,大壁虎种群遗传分化程度颇受争议,大壁虎的分化水平是否达到种一级或亚种级还有待考证。本研究采用常规PCR和长片段PCR扩增了线粒体基因组,结合引物步行测序法测定了红斑大壁虎线粒体基因组全序列。结果表明:红斑大壁虎线粒体基因组全序列全长16590bp,含有13个蛋白质编码基因,22个tRNA和2个rRNA基因,基因排列紧凑,无基因重排现象,轻链复制起始点(OL)可形成茎环(stem-loop)结构,控制区具有多处串联重复序列。红斑大壁虎线粒体基因组全序列相对保守,除了在非编码控制区的3’端富含AT重复序列外,基因的组成和顺序、碱基G的低含量以及AT偏斜与其它已报道的多数脊椎动物线粒体一致。本研究选取了蜥蜴亚目14个物种、蛇亚目1个物种、龟鳖目一个物种共16条线粒体基因组全序列,与本研究中所测的红斑大壁虎基因组全序列,基于线粒体基因组中12个蛋白质编码基因(不包括ND6)进行了系统发生分析,运用PAUP4.0构建了NJ、MP、ML树。结果表明:蜥蜴亚目内分为二支,壁虎科为一支,鬣蜥类、石龙子类、蛇蜥类、蚓蜥类为另一支;壁虎科为单系群,其中带斑壁虎(Coleonyx variegatus)与另外4种壁虎相距较远;蚓蜥类归属于蜥蜴亚目,与传统的形态学分析不一致;鬣蜥类与石龙子类为姐妹群关系。以上结论得到NJ树和ML树较高自展值的支持,但蜥蜴亚目各类的系统发生位置关系复杂且饱受争议,故还需更多的研究验证本研究的结论。本研究选取大壁虎不同地理种群共17个个体,基于细胞色素b基因片段和D-loop区序列探讨了大壁虎不同地理种群之间的遗传多样性。本研究不仅对Cytb、D-loop进行单独分子标记分析,并且将Cytb与D-loop这两个分子标记联合分析并构建系统树,相互印证,最后得到以下结论:黑斑大壁虎4个单倍型的遗传距离为0.09％-0.36%,红斑大壁虎4个单倍型的遗传距离为1.01%-3.95%,黑斑大壁虎与红斑大壁虎之间的遗传距离为8.67%-9.82%。NJ、MP和UPGMA树一致表明红斑大壁虎与黑斑大壁虎明显分为两支。本研究支持大壁虎遗传分化已达亚种级观点。

目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 大壁虎的研究概况

1.1.1 大壁虎的命名及分布

1.1.2 大壁虎的形态特征

1.1.3 大壁虎的生物学特性

1.1.4 大壁虎的研究进展及存在问题

1.2 动物线粒体DNA 的研究进展

1.2.1 动物线粒体基因组的结构特点

1.2.2 动物线粒体基因组的优势

1.2.3 动物线粒体DNA 在分子系统学上的应用

1.3 分子生物学技术在系统分析中的应用

1.3.1 序列分析

1.3.2 DNA 标记片段

1.3.3 系统树的构建方法

1.4 本研究的目的意义

第二章 红斑大壁虎线粒体基因组全序列的结构分析

2.1 材料与方法

2.1.1 线粒体基因组总DNA 的提取

2.1.2 引物设计

2.1.3 PCR 扩增及序列测定

2.1.4 序列的拼接与分析

2.2 结果与分析

2.2.1 线粒体基因组的结构和碱基组成

2.2.2 蛋白质编码基因

2.2.3 rRNA 和tRNA 基因

2.2.4 非编码区

2.2.5 轻链复制起始区

2.3 讨论

第三章 红斑大壁虎线粒体基因组全序列与壁虎下目的系统发生

3.1 物种选择与序列比对

3.2 系统发生树的构建

3.3 结果与讨论

第四章 基于细胞色素b基因与D-loop区的黑斑大壁虎与红斑大壁虎种群的系统发育关系

4.1 材料与方法

4.1.1 实验材料

4.1.2 实验试剂

4.1.3 实验仪器设备

4.1.4 实验方法

4.2 结果与分析

4.2.1 基于细胞色素b 基因数据分析

4.2.2 基于D-loop 区序列的数据分析

4.2.3 基于细胞色素b 基因和D-loop 区序列联合的数据分析

4.3 讨论

第五章 结论

参考文献

在读期间发表的论文

致谢