劳亚兽总目系统发育基因组学研究

摘要

劳亚兽总目(Laurasiatheria)是哺乳动物四个总目之一,也是灵长总目(Supraprimates)的姊妹群,并与后者合称北方兽类。目前的分子系统学研究认为现存的劳亚兽总目包括鲸偶蹄目(Cetartiodactyla)、奇蹄目(Perissodactyla)、食肉目(Carnivora)、翼手目(Chiroptera)、鳞甲目(Pholidota)及真盲缺目(Eulipotyphla)。但这六个目及目下各价元之间系统发育关系仍然模糊。系统发育基因组学(phylogenomics)研究是将系统发育学(phylogenetics)与基因学(genomics)结合起来的一门学科。基于基因组大量的数据和性状,系统发育基因组学能够最大避免基于线粒体及单个核基因数据系统发育分析引起的系统误差、生物学误差以及节点支持率低等问题。本文主要是利用基于大量核基因的系统发育基因组学研究方法探讨劳亚兽总目下六个目之间,以及鲸偶蹄目下高级价元以及海豚科内部代表物种之间的系统发育关系。
　　 利用本实验室新发展的97个核基因分子标记,在劳亚兽总目的13个代表物种中进行扩增测序分析。合并数据及独立基因分析都强烈支持了真盲缺目独立地位于劳亚兽的基部；支持鲸偶蹄目的单系发生；支持奇蹄目和鲸偶蹄目的姐妹群关系,以及食肉目与鳞甲目的姐妹群关系。我们的结果并不支持Pegasoferae组群(奇蹄目+食肉目+鳞甲目+翼手目)的单系发生。同时基于目前已有劳亚兽的全基因组数据搜索得到1608个外显子序列,系统发育分析结果同样支持上述部分结论。“松散”分子钟分析结果指出包含食肉目、奇蹄目和鲸偶蹄目等的猛真有蹄类(Fereuungulata)在晚白垩纪(Late Cretaceous)可能经历过快速演化和不完全的谱系分选。
　　 基于我们测定的21种鲸偶蹄目代表物种(鲸目Cetacea15种,偶蹄目Artiodactyla6种)的110个核基因分子标记序列分析,结果支持鲸目属于偶蹄目内部的一个系统演化支,并与河马科(Hippopotamidae)构成姐妹群关系；骈足亚目(Tvlopoda)独立地位于鲸偶蹄目的基部。在现生鲸目中,结果强烈支持齿鲸亚目(Odontoceti)的单系性:抹香鲸科(Physeteroidea)位于齿鲸亚目的基部；支持了淡水豚类(river dolphins)的非单系性；一角鲸科(Monodontidae)和鼠海豚科(Phocoenidae)的姐妹群关系；验证了传统的瓶鼻海豚属(Tursiops)与原海豚属(Stenella)的均为非单系性。联合化石标定的“松散”分子钟提示海豚科(Delphinidae)在晚中新世(late Miocene)经历过快速演化。