基于核、叶绿体及线粒体基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位

摘要

单细胞真核绿藻在水螅细胞内共生是进化生态学、进化生物学和细胞生物学等领域具有较高科研价值的特殊生物学现象，其中水螅-单细胞真核绿藻共生体的生物学意义已经较为明确，但该类共生体的起源时间及进化机制目前仍未阐明。水螅-绿藻共生体中，水螅体为宿主，共生绿藻在进化上是后来进入水螅细胞的，因此对共生绿藻起源的研究可能有助于动物-绿藻共生体起源机制的探讨。基于此，本研究针对中国绿水螅共生单细胞绿藻进行了以下实验工作：
　　采集了中国绿水螅南粤种群及无锡种群，并分别建立了中国绿水螅两个种群的单克隆无性繁殖系。首先把共生绿藻从绿水螅体内提取和纯化，然后采用本实验室改良的方法提取和纯化共生绿藻总DNA。在此基础上，扩增中国绿水螅共生绿藻核18S rDNA全长序列及核ITS1-ITS2-28S rDNA部分序列。PCR产物经分子克隆后测序，18S rDNA的不同克隆序列显示一定程度的多样性，ITS1-ITS2-28S rDNA的情况也与此类似，这个现象揭示了中国绿水螅体内共生绿藻进化的复杂性。在基于这两种基因分别重建的系统发生树中，中国绿水螅的不同克隆序列还是聚为单系群，但中国绿水螅共生绿藻支系并未与从世界其他地区采集的绿水螅共生藻聚在一起，这个结果说明绿水螅共生绿藻可能有多个起源。有一点值得注意，中国绿水螅共生绿藻支系与 Meyerella属聚为单系群，而与小球藻属(Genus Chlorolla）亲缘关系较远。
　　另外，还根据一些自由生活的单细胞绿藻的叶绿体及线粒体基因组数据分别设计了扩增中国绿水螅叶绿体和线粒体一系列基因的引物，并成功克隆了中国绿水螅共生绿藻的11个叶绿体基因片段及3个线粒体基因片段。基于这些分子数据重建的大部分系统发生树均不支持中国绿水螅共生绿藻是属于小球藻属的物种。总之，本研究的结果为中国绿水螅共生绿藻的确切定种及分子进化研究等后续工作提供了第一手分子数据。

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前言

第一章 文献综述

1.藻类分类学研究进展

2. 共球藻纲研究进展

3. 动物绿藻研究进展

4. 水螅-绿藻共生关系研究进展

6.本研究的意义

第二章 基于核基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位

1 引言

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2 .2 主要分子生物学实验试剂盒

2.3 中国绿水螅共生绿藻的分离和纯化

2.4 共生绿藻基因组DNA的提取和纯化

2.5 共生绿藻核基因的PCR扩增

2.6 PCR产物的纯化、分子克隆及测序

2.6 生物信息学分析

3 结果

3.1中国绿水螅共生绿藻核18S rDNA序列及分子系统发生分析

3.2 ITS1-ITS2-28S rDNA中国绿水螅共生绿藻核序列及分子系统发生分析

4 讨论

第三章 基于叶绿体及线粒体基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位

1 引言

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 主要分子生物学实验试剂盒

2.3 中国绿水螅共生绿藻的分离和纯化

2.4 共生绿藻基因组DNA的提取和纯化

2.5 共生绿藻叶绿体及线粒体基因的PCR扩增

2.6 PCR产物的纯化、分子克隆及测序

2.7 生物信息学分析

3 结果

3.1 共生绿藻叶绿体9个蛋白质编码基因序列及分子系统发生分析

3.2共生绿藻叶绿体16S rDNA、23S rDNA序列及分子系统发生分析

3.3 共生绿藻线粒体cob基因序列及分子系统发生分析

3.4 共生绿藻线粒体nad7基因序列及分子系统发生分析

3.5共生绿藻线粒体26S rDNA序列及分子系统发生分析

4 讨论

参考文献

附录：读研期间参与科研项目、论文发表及获奖情况

致谢