血色喙纽虫的DNA鉴定及种群遗传多样性分析

摘要

血色喙纽虫Ramphogordius sanguineus（纽形动物门:异纽目）广泛分布于世界各地，是潮间带的常见种，生活于石下、牡蛎、贻贝、海藻或其他污损生物间。个体可以身体片段的再生进行无性繁殖。长期以来，关于该种的命名及分类学比较混乱，有大量异名或疑似异名。
　　1、血色喙纽虫的DNA分类及其地理分布
　　血色喙纽虫在形态上与Lineus ruber和Lineus viridis等物种极其相似。三者主要是依据体色以及受到刺激时的收缩反应来进行区别的，但该鉴别方法并非完全是可靠的。在本文的研究中，我们通过DNA条形码的方法，采集了来自中国、加拿大、西班牙和阿根廷海岸的129个样品，并且参考了来自GeneBank的13个个体（包括Ramphogordius sanguineus,Ramphogordius lacteus,Lineus ruber,Lineus viridis)的序列，进行了基于COI序列的单倍型网络和系统树分析。结果表明:R.sanguineus在中国沿海（渤海、黄海、东海和南海）广泛分布，这也是首次报道了该种在中国的东海和南海的分布。该种是加拿大温哥华岛的常见种，分析的42个标本中均为R.sanguineus，未发现L.ruber和L.viridis，提示过去在该地区报道的L.ruber和L.viridis很可能是R.sanguineus的错误鉴定;R.sanguineus在南美洲（阿根廷和智利沿海）也有分布，部分文献在智利报道的L.ruber应属于本种。
　　此外，本文还首次在中国沿海（青岛）发现了绿纵沟纽虫Lineus viridis。
　　2、血色喙纽虫的种群遗传多样性分析
　　以前对血色喙纽虫的研究主要集中在分类、生理、再生等，关于其种群分化的研究却寥寥无几。本文利用线粒体非编码区(m-NCR)和ITS作为分子标记，研究了血色喙纽虫的种群遗传结构和种群历史动态。基于线粒体非编码区的数据分析发现:血色喙纽虫具有较高的单倍型多样性（Hd=0.94±0.0096）和核苷酸多样性(π=0.044±0.022)，来源于中国、加拿大和西班牙的所有样品在系统发育分析中分为两个谱系（Lineage A和Lineage B），并且两个谱系没有表现出种群遗传结构，即来自不同区域的个体并没有优先的聚为一支，不存在地理格局。大部分种群的遗传分化指数值Fst都达到了显著水平，但依地理区域将所有样品划分为三组（即中国、加拿大和西班牙）时，AMOVA分析发现种群并不存在遗传结构(FCT=0.039，P＞0.05)，可能与取样不均衡及有的种群样本较小有关。AMOVA分析还显示，群体内的核酸变异贡献率(55.53％)高于群体间的遗传变异贡献率(3.92％)。中性检验Fu's Fs表明，谱系A的个体在历史上经历过种群扩张，而谱系B的个体则是稳定增长。血色喙纽虫可以随船体、藻类和漂浮物等传播，该种在过去很可能存在异域分化，后来由于谱系A的种群扩张，导致各种群间发生了二次混合。
　　对血色喙纽虫核基因ITS分析发现个体基因组内普遍存在ITS的多态性。同一个体各拷贝的5.8S rDNA均存在保守的M1、M2和M3区域，具有该片段典型的二级结构，且ITS各个区域的G+C含量较高（60％以上），说明所获得的ITS基因片段并非假基因。运用ITS数据没有得到一致的贝叶斯树，说明个体内ITS的多态性影响了血色喙纽虫种群水平的研究。其个体内ITS的多样性可能是由于基因致同进化不完全导致的，这与血色喙纽虫有性繁殖的频率较低，通过身体断裂无性繁殖的频率较高，使得基因转换和基因间的不等交换发生的几率降低有关。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 DNA分类学

1．1．1 DNA条形码(DNA barcode)的特点及其应用

1．1．2 分子系统进化树(Phylogenetic tree)的构建

1．1．3 单倍型网络(Hapiotype network)

1．2 分子系统地理学

1．2．1 分子系统地理学的研究内容

1．2．2 常用的分子标记

1．2．3 线粒体非编码区(m-NCR)和ITS

1．2．4 种群遗传结构影响因素

1．3 血色喙纽虫分类学的研究进展

1．4 血色喙纽虫生态习性及种群遗传结构研究进展

1．5 本文研究的内容

第二章 血色喙纽虫的DNA分类

2．1 材料与方法

2．1．1 样品采集

2．1．2 序列获取

2．1．3 序列编辑

2．1．4 系统发育分析

2．1．5 单倍型网络构建及遗传距离计算

2．2 结果

2．3 讨论

第三章 基于m-NCR分子标记的系统地理学分析

3．1 材料与方法

3．1．1 样品采集和DNA提取

3．1．2 引物设计及序列获取

3．1．3 数据分析

3．2 结果

3．3 讨论

3．3．1 种群遗传多样性

3．3．2 系统发育

3．3．3 种群历史动态

第四章 血色喙纽虫基因组内ITS遗传多样性分析

4．1 材料与方法

4．1．1 样品采集及DNA提取

4．1．2 引物设计及序列获取

4．1．3 数据分析

4．2 结果与讨论

4．2．1 ITS假基因判断

4．2．2 系统发育分析

4．2．3 基因组内ITS基因遗传多样性分析

参考文献

个人简历

学术成果

致谢