基于mtDNA全序列的噪鹛科部分鸟类的系统进化

论文摘要

噪鹛科鸟类来自于雀形目一目中的原来的画眉科。原来的画眉科所包含的鸟类俗称画眉,其物种相互间的系统进化关系大多都是未知或有争议的,噪鹛科中的鸟类也不例外。本实验采用LA-PCR,引物步移法,以及测序得到大草鹛（Garrulax waddelli）（英文名:Giant Babax）、山噪鹛（Garrulax davidi）（英文名:Plain Laughingthrush）、灰腹噪鹛（Trochalopteron henrici）（英文名:Brown-cheeked Laughingthrush）和橙翅噪鹛（Trochalopteron elliotii）（英文名:Elliot’s Laughingthrush）的mtDNA全序列;分别对这4种鸟类的mtDNA序列长度、碱基含量、蛋白编码基因（PCGs）、核糖体RNA基因（rRNA genes）、转运RNA基因（tRNA genes）,以及D-loop区进行分析;同时使用这4种鸟类mtDNA序列,及从NCBI中获得的草鹛属、噪鹛属及彩翼噪鹛属的10种鸟类与2种相思鸟属鸟类,共16种噪鹛科鸟类的mtDNA全序列和它们序列中的13/12个蛋白编码基因串联序列,以及34种噪鹛科鸟类的ND2、ND3和CYTB基因的串联序列分别构建系统进化树来初步探讨它们之间的系统进化关系。最后本文还对单基因的可靠性进行检验。对16种鸟类的mtDNA全序列进行分析发现:（1）它们的mtDNA均为双链环状的共价的DNA分子。长度为17,615bp17,877bp。各碱基含量大小均遵循脊椎动物线粒体各碱基含量大小,即C（%）>A（%）>T（%）>G（%）。（2）它们均有着鸟类mtDNA所共有的37个基因和D-loop区。37种基因包括 13 种 PCGs,2 种 rRNA genes（12S rRNA gene 和 16 S rRNA gene）和22种tRNA genes。D-loop区均有两个,且相似度为92%100%。采用贝叶斯法（BI）和最大似然法（ML）构建的系统发生树显示:（3）mtDNA全序列与13和12个蛋白编码基因串联序列所分别构建的BI和ML进化树的拓扑结构基本一致;并同34种鸟类的ND2、ND3和CYTB基因串联序列构建的进化树在相对位置上一样。2个D-loop区所构建的BI进化树略有不同。（4）草鹛属鸟类位于进化树的顶端,较晚分化出来。噪鹛属鸟类与草鹛属鸟类归为一大支,这里记为草鹛属—噪鹛属一支。3个属的单系性得到支持,尤其是彩翼噪鹛属和相思鸟属,这两属的鸟类各归为一支,支持度均为（BI=1,ML=100）,有着明显的单系性。两大支互为姊妹群。（5）根据对ND2、ND3和CYTB基因串联序列构建的进化树进行分析发现,裸头噪鹛（G.calvus）与其余噪鹛属鸟类分离开来,位于进化树的基部,与Grammatoptila属的条纹噪鹛（G.striata）关系较近。（6）单基因可靠性分析得到,ATP6、16S、ND5和COX1这4个基因构建的单基因进化树与全序列所构建的进化树在拓扑结构和分支长度上更加接近。本研究支持早期研究发现的噪鹛属的非单系性,以及对噪鹛属鸟类的重新规划:一部分保留在噪鹛属中,一部分归为彩翼噪鹛属,还有一种归为Grammatoptila。草鹛属被保留下来。彩翼噪鹛属和相思鸟属的单系性得到较好地支持。鉴于本文物种的有限性,对裸头噪鹛暂不予归类建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
•   1.1 mtDNA概述
•   1.2 鸟类mtDNA
•   1.3 噪鹛科鸟类概述
•   1.4 研究目的与意义
• 第二章 实验材料和方法
•   2.1 样本采集
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 mtDNA的提取与检测
•     2.2.2 PCR扩增与测序
•   2.3 数据处理
•     2.3.1 序列拼接与基因注释
•     2.3.2 mtDNA的整理
•   2.4 系统发生分析
•   2.5 单基因可靠性分析
• 第三章 实验结果
•   3.1 橙翅噪鹛mtDNA特征分析
•     3.1.1 mtDNA结构
•     3.1.2 mtDNA的碱基特征
•     3.1.3 蛋白编码区分析
•     3.1.4 rRNA基因
•     3.1.5 tRNA基因
•     3.1.6 控制区
•   3.2 灰腹噪鹛mtDNA特征分析
•     3.2.1 mtDNA结构
•     3.2.2 mtDNA的碱基特征
•     3.2.3 蛋白编码区分析
•     3.2.4 rRNA基因
•     3.2.5 tRNA基因
•     3.2.6 控制区
•   3.3 山噪鹛mtDNA特征分析
•     3.3.1 mtDNA结构
•     3.3.2 mtDNA的碱基特征
•     3.3.3 蛋白编码区分析
•     3.3.4 rRNA基因
•     3.3.5 tRNA基因
•     3.3.6 控制区
•   3.4 大草鹛mtDNA特征分析
•     3.4.1 mtDNA结构
•     3.4.2 mtDNA的碱基特征
•     3.4.3 蛋白编码区分析
•     3.4.4 rRNA基因
•     3.4.5 tRNA基因
•     3.4.6 控制区
•   3.5 16 种噪鹛科鸟类的mtDNA分析
•     3.5.1 16 种噪鹛科鸟类的mtDNA特征
•     3.5.2 16 种噪鹛科鸟类的蛋白编码区
•     3.5.3 16 种噪鹛科鸟类的tRNA和rRNA基因
•     3.5.4 16 种噪鹛科鸟类的控制区
•   3.6 噪鹛科部分鸟类的系统进化
•     3.6.1 进化模型选择
•     3.6.2 基于mtDNA全序列的系统进化树构建
•     3.6.3 基于13个蛋白编码基因串联序列的系统进化树构建
•     3.6.4 基于12个蛋白编码基因串联序列的系统进化树构建
•     3.6.5 基于ND2、ND3和CYTB 3 个蛋白编码基因串联序列的系统进化树构建
•     3.6.6 基于2个D-Loop区序列的系统进化树构建
•   3.7 单基因可靠性分析
• 第四章 讨论
•   4.1 噪鹛科鸟类的mtDNA特征
•     4.1.1 蛋白编码基因
•     4.1.2 tRNA和rRNA基因
•     4.1.3 控制区
•   4.2 系统进化分析
•   4.3 单基因可靠性分析
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 秦家慧

导师: 常城,宋森

关键词: 噪鹛科,全线粒体基因组,贝叶斯分析,最大似然法,系统进化

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 兰州大学

分类号: Q951.3

总页数: 85

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