细首科纽虫分子系统发育及三种纽虫线粒体基因组的研究

摘要

细首科(Cephalothricidae)隶属纽形动物门古纽目(Palaeonemertea)。由于其有限的形态学特征及形态学鉴定本身的复杂性，而成为分类学中较为混乱的类群之一。有关线细首科系统发育的研究较少，尤其从分子水平上来研究线细首科纽虫系统发育关系目前还未见报道。本研究将以细首科纽虫为研究对象，验证统计简约网络法进行物种界定的可行性；拟基于COI，16SrDNA，28SrDNA基因序列探讨细首科纽虫的系统发育关系，并且利用三种纽虫线粒体基因组基因排列信息及蛋白质编码基因，探讨纽虫在后生动物中的分类地位。主要研究成果如下： 1．扩增了线细首科165个个体的线粒体COI基因，依据统计简约法原理，用TCS软件构建单倍型网络图。探讨此方法在线细首科纽虫中进行物种界定的可行性。同时在MEGA4.0软件中进行遗传距离分析，在Phyml和MrBayes软件中构建系统发育树。结果表明，同一种的个体明显地聚在同一个单倍型网络图中。种间K2p遗传距离显著地大于种内遗传距离，得到的最大似然树和贝叶斯树显示同一物种的不同个体均形成高支持率的单系。因此得出结论，基于线粒体COI基因的统计简约单倍型网络图方法能够对细首科物种进行有效地物种界定。 2．以核基因(28SrDNA)和线粒体基因(16SrDNA和COI)为遗传标记，对线细首科的系统发育关系进行了探讨。以针纽目Amphiporus angulatus，Amphiporuslactifloreus为外类群，采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)分别构建系统发育树。系统发育树的拓扑结构显示，细首科并不是单系。 3．首次测定了纽形动物门三种纽虫，Cephalothrix simula，Cephalothrix sp．和Paranemetes peregrine的线粒体基因组，基因组大小分别为16296bp，15800 bp(部分非编码区没有测定)和14560bp。三者均包含后生动物线粒体基因组典型的基因组成(13个蛋白质编码基因、22个转运RNA和2个核糖体RNA)。C． simula与C． sp．基因排列完全一致。与这两种纽虫相比，Paranemetesperegrine的基因组中有11个基因发生了易位包括4个蛋白质编码基因(nad6，cox1，cox2，atp6)和7个tRNA(trnY trnE trnG，trnF，trnQ，trnW，trnC)。 基于基因排列，蛋白质编码基因氨基酸及氨基酸数据的系统发育分析结果均支持纽虫与有体腔的冠轮动物有较近的亲缘关系，而不是无体腔的扁形动物。基于基因排列及蛋白质编码基因核苷酸数据系统发育研究结果表明纽虫与内肛动物近缘。基于蛋白质编码基因氨基酸序列的系统发育分析结果支持纽虫与软体动物近缘。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1动物分类学发展的新方向—DNA分类学

2分子系统学

2.1分子系统学采用的分子标记

2.2分子进化研究采用的分子技术

2.3分子系统进化树的构建

3纽形动物的分子系统学研究进展

3.1纽形动物门内分类及分子系统学研究进展

3.2纽形动物在后生动物中分类地位及分子系统发育研究进展

4细首科纽虫的研究进展

5本研究的目的和意义

参考文献

第二章统计简约网络（statistical parsimony network）与细首科纽虫物种界定(species delimitation)

引言

1材料与方法

1.1样品来源

1.2基因组DNA的提取

1.3 PCR扩增与产物纯化

1.4 PCR产物的分子克隆

1.5测序

1.6数据分析

2结果

2.1 COI基因序列特征

2.2单倍型网络(Haplotype network)

2.3 COI序列分析

2.4分子系统树

3讨论

参考文献

第三章细首科纽虫分子系统发育

引言

1材料与方法

1.1实验材料

1.2外类群的选择

1.3 PCR扩增

1.4 PCR纯化、PCR产物分子克隆和序列测定

1.5数据分析

2结果与讨论

2.1初步序列分析

2.2系统发育分析

参考文献

第四章纽形动物线粒体基因组特征及其分子系统进化

引言

第一节扁额细首纽虫的线粒体全基因组序列测定和结构分析

1材料与方法

2结果与讨论

第二节细首纽虫未定种(Cephalothrix sp.)的线粒体基因组序列测定和结构分析

1材料和方法

2结果与讨论

第三节奇异拟纽虫(Paranemetes peregrina)线粒体基因组序列测定和结构分析

1材料与方法

2.结果与讨论

第四节四种纽虫线粒体基因组比较分析

1四种纽虫线粒体基因组碱基组成比较

2四种纽虫线粒体基因组蛋白质编码基因比较

3四种纽虫线粒体基因组蛋白质编码基因密码子碱基组成比较

4.四种纽虫线粒体基因组核糖体RNA序列比较

5四种纽虫线粒体基因组基因顺序比较

6讨论

第五节纽虫在冠轮动物中系统发生关系分析

1材料与方法

2结果与讨论

参考文献

已完成文章

致 谢