基于线粒体基因组和核基因的中国蝰科及游蛇科系统发生研究

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蛇亚目(Serpentes)是爬行纲有鳞目(Squamata)下的一个较大类群,全球现生物种数接近3500种。基于在地理分布、栖息环境、行为方式及形态上所呈现的多样性,蛇亚目的系统学研究一直是两栖爬行动物系统学研究的热点。本研究测定了6种蛇的线粒体基因组全序列及3个核基因的序列数据,结合NCBI中已公布的相关物种序列数据,利用贝叶斯法(BI)、最大简约法(MP)和最大似然法(ML)构建了中国蛇类的系统发生树,旨在进一步探讨蛇亚目内以蝰科(Viperidae)和游蛇科(Colubridae)为代表的重要分类阶元间的系统发生关系。  本研究主要内容包括:⑴分别测定了蝰科2个物种(白头蝰Azemiops feae和莽山烙铁头Zhaoermia mangshanensis)和游蛇科4个物种(百花锦蛇Elaphe moellendorffi、颈棱蛇Macropisthodon rudis、花尾斜鳞蛇Pseudoxenodon stejnegeri和锈链腹链蛇Amphiesma craspedogaster)的线粒体基因组全序列,其中花尾斜鳞蛇和锈链腹链蛇的控制区暂缺。其获得的长度分别为17383 bp、17628 bp、17191 bp、18922 bp、15031 bp和14804 bp。研究发现,它们的线粒体基因组包含十三种蛋白编码基因,转运RNA基因(16-23个),两种核糖体RNA基因,非编码控制区结构(CRI与CRII)以及一个轻链的复制起始位点(OL)。其中,两个控制区序列在各自的线粒体基因组中是高度相似的,但各个物种之间又不尽相同。莽山烙铁头蛇中,CRI含有75 bp的串联重复,而颈棱蛇的两个控制区重复单元分别为249 bp和250 bp,且均出现两次。通过与其它蛇类线粒体基因组的比较分析,研究对蛇类线粒体基因组在基因排列上的进化规律进行了讨论。⑵测定了这六种蛇的三类核蛋白编码基因的部分序列,依次为C-mos基因:451 bp(白头蝰),435 bp(莽山烙铁头),440 bp(百花锦蛇),438 bp(花尾斜鳞蛇),437 bp(颈棱蛇),448 bp(锈链腹链蛇);RAG-1基因:928 bp(莽山烙铁头),961 bp(百花锦蛇),932 bp(花尾斜鳞蛇),956 bp(颈棱蛇);BDNF基因:703 bp(白头蝰),692 bp(莽山烙铁头),696 bp(百花锦蛇),696 bp(花尾斜鳞蛇),694 bp(颈棱蛇)。⑶基于56个蛇类的13种mtDNA蛋白编码基因及26种蛇类的3个核基因序列数据,利用MP法、ML法及BI法分别对其系统发生关系进行了重建。得到一个普遍被认同的看法,即蠕蛇类与真蛇类构成单系的姊妹关系,且蠕蛇附目的钩盲蛇位于系统树的根部。数据明显地支持蛇亚目存在着如下系统发育关系:(游蛇科,眼镜蛇科,水蛇科),蝰科,瘰鳞蛇科),蚺科,闪鳞蛇科),筒蛇科),盲蛇科)。系统发生分析表明,我国分布的百花锦蛇与黑眉锦蛇聚为一支,并和红纹滞卵蛇、紫灰锦蛇及横斑锦蛇构成姊妹群。因此,本研究支持将它们从锦蛇属中分离并各自归类新属的建议。基于mtDNA和核基因的数据分析,本研究支持将原水蛇亚科提升为水蛇科(Homalopsidae)的建议,同时也认同闪皮蛇亚科被确定为科的观点。此外,白头蝰的单系性未得到验证,莽山烙铁头蛇并未独成一支,而是与原矛头蝮属聚类。本研究结果也与以前的分子系统学研究保持了较为一致的观点:蝰科是新蛇类中首先分化出来的类群,游蛇科与眼镜蛇科则出现较晚。
其他文献
本文应用指数富集配基的系统进化(SELEX)技术对单核增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)进行适体筛选,旨在筛选出能与该菌具有高亲和力特异性结合的DNA适体,为食品中单核