三种地下鼠线粒体DNA全序列测定及系统进化分析

摘要

本文利用长PCR扩增与引物步移法，测定了分类地位存在一定争议的三种地下鼠——棕色田鼠（Lasiopodomys mandarinus）、东北鼢鼠（Myospalax psilurus）和高原鼢鼠（Myospalax baileyi）的线粒体DNA(mtDNA)全序列，并利用生物信息学软件对这三种地下鼠mtDNA的基因组结构和系统进化进行了分析。
　　 棕色田鼠、高原鼢鼠和东北鼢鼠的mtDNA全长分别为16367 bp、16351 bp、16360 bp，三种鼠的mtDNA基因组均由2个rRNA编码基因、22个tRNA编码基因、13个蛋白编码基因和非编码区组成，除8个tRNA基因及1个蛋白编码基因由轻链编码外，其余均由重链编码。三种地下鼠mtDNA的基因组成和排列顺序与大多数啮齿动物的mtDNA相同，碱基比例也与其它啮齿动物mtDNA碱基A+T＞C+G这一特点相同，棕色田鼠的碱基比例与田鼠属（Microtus）、沟牙田鼠属（Proedromys和绒鼠属（Eothenomys）动物的mtDNA碱基比例接近，而两种鼢鼠与小鼹形鼠属（Nannnospalax）动物的碱基比例更为接近。三种地下鼠的蛋白编码基因密码子的使用、不完全终止密码子的出现、tRNA中tRNASer的二级结构缺失一臂、控制区D-loop和轻链复制起始区rep-origin的结构等特点都与其它啮齿动物mtDNA中的同类结构特点相似。
　　 基于对三种地下鼠mtDNA的13个蛋白编码基因、2个rRNA基因以及Cytb基因的系统进化分析结果，本文认为，棕色田鼠应隶属于仓鼠科(Cricetidae)毛足田鼠属（Lasiopodomys），与田鼠属（Microtus）、沟牙田鼠属（Proedromys）和绒鼠属（Eothenomys）亲缘关系较近，结合形态学特征和数据，毛足田鼠属应作为一个单独的属存在;东北鼢鼠和高原鼢鼠同属鼢鼠属（Myospalax），与小鼹形鼠属（Nannospalax）亲缘关系较近，与鼠科、仓鼠科物种距离较远，结合形态学数据，支持鼢鼠属单独成属并与小鼹形鼠属一起隶属于鼹形鼠科(Spalacidae);对Genbank中现有的啮齿动物mtDNA蛋白编码基因系统进化分析，结果支持啮齿目的单系假说。与非地下鼠类相比，三种地下鼠在mtDNA基因组长度、结构、碱基组成等方面并未出现过大的差异，在系统进化分析中也没有表现出较大的波动。因此，本研究认为，地下鼠的mtDNA在长期进化过程中并未因环境的不同而出现较大的变异。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 生物信息学简介

1．1．2 线粒体DNA及其应用

1．1．3 地下鼠简介

1．2 研究目的及意义

2 三种地下鼠的mtDNA全序列测定

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 研究对象

2．2．2 研究器材

2．2．3 三种地下鼠的总DNA提取

2．2．4 PCR扩增与测序

2．2．5 序列拼接与验证

2．3 结果与讨论

3 三种地下鼠mtDNA基因组结构分析

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 实验材料

3．2．2 分析方法

3．3 结果

3．3．1 棕色田鼠mtDNA基因组结构

3．3．2 东北鼢鼠与高原鼢鼠mtDNA基因组结构

3．3．3 基于碱基比例的分析

3．5 讨论

4 基于mtDNA基因组的三种地下鼠系统发生及进化分析

4．1 引言

4．2 棕色田鼠系统发生分析

4．2．1 mtDNA序列数据

4．2．2 分析方法

4．2．3 结果

4．3 鼢鼠属系统发生分析

4．3．1 mtDNA全序列数据

4．3．2 分析方法

4．3．3 结果

4．4 啮齿目动物系统发生探讨

4．3．1 mtDNA全序列数据

4．4．2 分析方法

4．4．3 结果

4．5 讨论

5 结论

参考文献

附录 文献综述

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

致谢