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迄今关于菱鲽鱼类的阶元分类和系统进化仍存有争议。此前,对于菱鲽鱼类的研究主要是采用形态学的方法,而鲜见有分子数据。本研究基于形态上的差异,选取新西兰盾吻鲽(Peltorhamphusnovaezeelandiae)、裸翼彩菱鲽(Colistiumnudipinnis)和柠檬连鳍鲽(Pelotretisflavilatus)作为菱鲽类的代表种,首先扩增并测定了三种鱼类的线粒体基因组全序列,并对基因组的结构特征进行了分析和比较;结合目前已有的鲽形目数据,构建了鲽形目的系统发育树,用以探讨菱鲽鱼类之间的亲缘关系以及在鲽形目中的系统进化地位。主要结果如下:
三种菱鲽鱼类的线粒体基因组构成和基因排列方式与典型硬骨鱼类相同,包含13个蛋白质编码基因,2个rRNA基因,22个tRNA基因和2个主要的非编码序列(OL区和D-loop区),除ND6基因和8个tRNA基因由轻链编码外,其余均由重链编码。基因组全长分别为16,889bp(新西兰盾吻鲽)、16,588bp(裸翼彩菱鲽)和16,937bp(柠檬连鳍鲽)。基因组结构特征分析发现造成其长度差异的主要原因是控制区中串联重复序列的不同。一些基因之间存在着不同程度的间隔或重叠,长度在1-10bp之间,较为特殊的是柠檬连鳍鲽的ND1和tRNA-Leu(UUA)基因之间以及tRNA-Ssp和COⅡ基因之间分别产生了28bp和18bp(polyC)的间隔序列,这在其他鲽形目鱼类中还未见有报道。全序列碱基组成为T:27.7%-28.1%,C:27.1%-28.1%,A:26.6%-28.2%,G:16.7%-17.6%,均呈现出AT的相对丰富和明显的反G偏倚。三种菱鲽鱼类的13个蛋白基因长度较为保守,相对于其他硬骨鱼类没有明显变化,比较特殊的是柠檬连鳍鲽的ND1基因,长为948bp,较另外两种菱鲽鱼类的短了28bp,这在整个鱼类中也较为罕见。相互之间的起始密码子完全相同,但终止密码子略有差异。另外四重简并密码子第三位上碱基的AT-skew值较多为负值,而前人研究中多为正值。三个mtDNA中的tRNA序列除tRNA-Cys缺少DHU环和DHU臂外其余均可形成典型的三叶草状二级结构。三个OL序列均能折叠成稳定的“stem-loop”结构。
根据GenBank上公布的以及本研究已完成测序的9科21种鲽形目鱼类,选取其近缘物种鲈形目鲹科作为外类群,分别构建鲽形目系统发育的最大似然树(ML)和贝叶斯树(BI)。由系统树分析可得:(1)本文基于分子学的研究结果认为裸翼彩菱鲽和柠檬连鳍鲽的亲缘关系较近,而与新西兰盾吻鲽的关系较远;同时,三种菱鲽鱼类在系统树中仍形成了良好的独立聚支,ML树支持率高达100%,BI树的后验概率为也为1.00,因此支持将该三种鱼归属于同一分类类群;(2)三种菱鲽鱼类的支系与鲽形目的其他科形成并行支系,并未归属于任何其他的科内,并且与鲽科的聚支距离较远,因此认为菱鲽鱼类不应被划归为鲽科内的一个亚科,而倾向于将其定义为菱鲽科;(3)在高级阶元的划分上,菱鲽类与鲽类聚为一支,支持菱鲽类与鲽类具有较近的系统发育关系的观点;在科级关系上,菱鲽鱼类首次与圆鲆科聚支形成姐妹群,显示出较近的亲缘关系,而冠鲽科则与舌鳎科、鳎科聚支,呈现出与菱鲽类较远的系统进化关系。最后,由于本研究并未涵盖菱鲽类所有物种以及鲽形目的全部科属类群,因此对于菱鲽鱼类的分类阶元及其在鲽形目中的系统进化关系的结论并非十分确定,需要今后继续补充数据以予修正,以期获得信息更加全面、更加可靠的结论。