雪兔线粒体全基因组结构、遗传多样性及其系统进化分析

摘要

雪兔为国家二级保护动物，其遗传分化、系统分类和进化一直处于争议中。本文从其线粒体全基因组和D-loop区序列探讨雪兔遗传多样性和系统进化。雪兔线粒体基因组全长约为17750bp，其中包括13个蛋白质的编码基因(PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个控制区，与其他兔属动物线粒体全基因组的排列顺序完全一致。37个被编码的基因中，9个由轻链（L链）编码，为ND6基因和8个tRNA基因，其它28个均由重链（H链）编码。碱基含量A+T(61.26％)大于C+G(38.74)％，重链上的C碱基所占比例明显多于G碱基。雪兔线粒体基因组全序列各基因间隔区域共有9处，基因重叠区域共有14处。13个蛋白质编码基因的总长为11393 bp。其起始密码子主要为ATG，有3个为ATT。终止密码子大部分为TAA，其它多为不完全终止密码子。密码子使用频率最高为CGA，最低为CGG。氨基酸使用频率最高的为Ala、Ile、Leu、Ser和Thr。tRNA预测的二级结构，除tRNA-Ser(AGY)的DHU臂缺失，其余tRNA都是典型的三叶草结构，共存在29处碱基错配。雪兔线粒体DNA的L-复制起始区长43bp，D-loop区位于15448～17755之间，长约2299bp，其D-loop区的串联重复区(TRS)由31个ACCCACGTAC和GCGCACGTAC的十碱基重复序列组成。
　　不同地理位置采集的雪兔个体的线粒体全基因序列稍有差异，其中采自阿尔山市的228号的差异最为明显。兔属动物的13个蛋白基因和2个rRNA基因中，12S rRNA变异最小，ND4L基因变异最大，而ND3基因在雪兔种内变异最大。
　　所研究的雪兔D-loop区序列单倍型多样性Hd为1，没有单倍型共享现象。核苷酸多样性π为0.04294;核苷酸差异均数(k)为47.36575。共分化为三支，不同地区雪兔之间有着较频繁的基因交流，历史上种群处于动态平衡。
　　不同方法构建的系统发育树拓扑结构基本一致，雪兔个体都位于北极谱系内。7个线粒体全基因组中，7个个体无法类聚到同一个分支上，分化为三支，12号、004号和KJ397605号雪兔个体相对比较保守，聚为一支，其它4个个体分布在其它野兔分支中，可能是基因渐渗造成。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．1．1 动物线粒体基因组结构特点

1．1．2 兔属动物的研究现状

1．1．3 系统发育分析简介

1．2 雪兔研究现状

1．3 目的和意义

2 雪兔线粒体全基因组分析

2．1 实验材料

2．1．1 主要实验试剂

2．1．2 主要实验设备

2．2 实验方法

2．2．1 总DNA的提取与检测

2．2．2 PCR扩增及其产物的检测和回收

2．2．3 回收产物的克隆及测序

2．2．4 数据处理

2．3 果与分析

2．3．1 DNA提取检测结果

2．3．2 线粒体DNA分段扩增结果

2．3．3 克隆结果

2．3．4 雪兔线粒体基因组基本构成

2．3．5 基因间隔区与基因重叠区

2．3．6 蛋白质编码基因及密码子使用

2．3．7 蛋白质编码基因氨基酸组成

2．3．8 tRNA二级结构

2．3．9 线粒体基因组控制区特征

2．3．10 雪兔变异分析

2．3．11 雪兔PCGs和rRNA碱基多样性分析

2．3．12 不同地区雪兔线粒体全基因组成的差异

2．4 本章小结

3 雪兔遗传多样性分析

3．1 实验材料

3．1．1 主要实验试剂

3．1．2 主要实验设备

3．2 实验方法

3．2．1 总DNA的提取

3．2．2 PCR扩增及其产物的检测和回收

3．2．3 数据处理

3．3 实验结果与分析

3．3．1 DNA提取检测和扩增结果

3．3．2 不同地区雪兔D-loop区遗传多样性分析

3．3．3 种群遗传结构分析

3．3．4 7个不同地区雪兔线粒体全基因组的遗传关系

3．3．5 种群历史动态

3．4 本章小结

4 兔属动物系统进化分析

4．1 实验材料

4．2 实验方法

4．2．1 数据处理分析

4．3 结果与分析

4．3．1 进化分析

4．3．2 兔属动物进化分析

4．4 本章小结

5 讨论

5．1 线粒体基因组的排列模式

5．2 蛋白质基因结构

5．3 tRNA二级结构

5．4 控制区结构

5．5 遗传多样性与分化

5．6 种群历史动态

5．7 进化分析

5．8 基因渐渗分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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