21种雀形目鸟类细胞色素b基因序列分析及其系统发育研究

摘要

雀形目鸟类是鸟纲中最大的一个类群，在自然界中有着广泛的适应辐射，有关该类群的起源以及各科演化关系，一直是鸟类学研究中争论的主要问题之一。在系统学研究上，由于分子系统学所具有的优势，近些年来，越来越多的人应用分子系统学的方法进行鸟类系统发育研究。本研究应用DNA序列分析的方法，测定了雀形目21种鸟类线粒体细胞色素b基因部分序列，并利用软件对序列进行分析，构建了系统树，结果表明： 1.在沼泽山雀(Paruspalustris)中可能存在核内线粒体假基因(Numts)，而在灰背鸫(Turdushortulorun)和煤山雀(Parusater)中扩增出的异常片段是否为核内线粒体假基因还有待进一步研究。 2.细胞色素b基因序列(455bp)的特点：T、C、A、G的平均含量为24.2％、32.2％、28.5％、15.1％，G+C含量为47.3％，密码子第三位的碱基使用存在严重的偏倚，密码子第三位碱基倾向于A或C(A+C含量为86.4％)，而第三位碱基是G的概率最小(2.7％)；核苷酸的变异主要是转换和颠换，且转换多于颠换，R平均值为1.5，其中密码子第一位R=2.3，第二位无颠换，全是转换，第三位R=1.3；同义密码子的使用存在偏倚；序列之间的平均遗传距离为0.176. 3.在科级系统关系上，认为燕雀类和鹀类的分歧达到了科级水平，支持将它们分别归入燕雀科和鹀科；支持将鹟类、鸫类、长尾山雀类、莺类和岩鹨类独立成科的观点；通过构建系统树，初步确定了科间的系统关系：((鹟科，鸫科)，(((长尾山雀科，莺科)，山雀科)，(①(岩鹨科，(鹀科，燕雀科)))))其中①也是山雀科可能的位置，有待进一步研究。 4.在科下系统关系上，认为应在在燕雀科(Fringillidae)下设一新的亚科-锡嘴雀亚科(Coccothraustinae)，与已有的燕雀亚科和金翅雀亚科平级。 5.根据相对速率检验，认为各主要分支的替代速率相同。并根据每百万年2％的进化速率推断出了各主要分支的大致分歧时间：燕雀科与鹀科的分歧时间在8.0百万年左右，鹟科和鸫科的分歧时间也在8.0百万年左右，长尾山雀科与莺科的分歧时间在9.3百万年左右。在燕雀科内部，锡嘴雀亚科和金翅雀亚科的分歧时间在7.3百万年左右。北朱雀和长尾雀的分歧时间在5.0百万年左右。而两个外群的分歧时间在12.4百万年左右。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1引言

1.2鸟类分子系统学研究现状

1.2.1研究方法及概况

1.2.2问题及展望

1.3雀形目鸟类简介及分子系统学研究现状

1.4鸟类线粒体基因组与cyt-b基因

1.4.1线粒体基因组

1.4.2细胞色素b基因及其应用

1.5本研究要解决的问题

2材料与方法

2.1样品采集

2.2总DNA的提取及检测

2.2.1 DNA的提取

2.2.2 DNA质量检测

2.3引物设计、PCR扩增及扩增产物检测

2.3.1引物设计

2.3.2 PCR扩增

2.3.3扩增产物检测

2.4 PCR产物的回收与纯化

2.5 PCR产物的T-A克隆

2.5.1连接反应

2.5.2转化

2.5.3转化子蓝白斑筛选

2.5.4转化子的鉴定

2.6测序

3结果与分析

3.1 DNA提取结果

3.2 PCR扩增结果

3.3测序结果

3.4序列分析

3.4.1异常片段的序列特征

3.4.2 cyt-b基因序列分析

3.5系统树构建与检验

3.5.1距离法构建系统树

3.5.2简约法构建系统树

3.5.3系统发育检验

3.6分子钟与相对速率检验

4讨论

4.1短片段的成因分析

4.2所研究的雀形目鸟类的系统关系

4.2.1科级系统关系

4.2.2科下系统关系

4.3关于系统树构建方法的讨论

4.4分子钟和类群分歧时间

4.5本研究的不足和待改进之处

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢