九棘鲈属鱼类DNA条形码及分子系统发育关系

为从分子水平分析九棘鲈属(Cephalopholis)鱼类物种分类关系,并验证细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COI)作为DNA条形码对九棘鲈属物种鉴定的有效性,采集了我国分布的12种九棘鲈属鱼类,利用PCR扩增及测序方法获得COI基因部分序列,结合GenBank下载的4种九棘鲈COI基因进行分析,利用MEGA 7.0软件计算碱基信息与遗传距离,基于最大似然法和邻接法构建分子系统进化树。结果表明,16种九棘鲈种内平均遗传距离为0.002,种间平均遗传距离为0.142,两者相差71倍,表明COI基因可作为九棘鲈属鱼类分子鉴定的条形码基因。在分子系统进化上,16种九棘鲈属鱼类聚为体色特征不同的3个类群,其中七带九棘鲈(C.igarashiensis)与卜氏九棘鲈(C.polleni)体色为多彩颜色,两者最先分化,位于进化树底部。其余的九棘鲈主要形成体色为红色与体色为褐色的类群,与形态学的分类结果一致。对于以往部分存在误鉴或同种异名分类争议的九棘鲈品种：青星九棘鲈(C.miniata)与半斑九棘鲈(C.hemistiktos)、橙点九棘鲈(C.aurantia)与黑边九棘鲈(C.spiloparae...     

南极鱼亚目鱼类DNA条形码及分子系统学

以南极海域“南极海洋生物资源养护委员会”(the Commission for the Conservation Antarctic Marine Living Resources, 简称 CCAMLR) 48.1、48.2 和 48.3 亚区的南极磷虾(Euphausia superba)渔业兼捕所得 97 份南极鱼样品为研究对象, 经形态学特征分析和 DNA 条形码将其鉴定为南极鱼亚目 4 科 17 属 17 个有效种, 其中依据形态学特征只鉴定出 6 个物种, 其余 11 个物种则依据 DNA 条形码得到准确鉴定。可见, 在形态学鉴定经验不足或样品形态不完整的情况下, DNA 条形码可以有效的实现物种鉴定。继而, 分析了南极鱼类 97 条 DNA 条形码的碱基组成特征, 发现 GC 含量第一密码子最高且第二密码子最低可能为南极鱼亚目类群的特有现象, 但其生物学意义尚有待于进一步研究。将本研究采集的南极鱼亚目 17 种鱼类与 BOLD 筛选的 64 种鱼类的 DNA 条形码合并, 构建了南极鱼亚目 4 科 39 属 81 种鱼类的系统关系树, 这是迄今为止包含种类最多的南极鱼亚目鱼类分子鉴别和系统进化关系分析。遗传距离和系统关系树分析进一步证明 DNA 条形码对于南极鱼类物种鉴定的适用性与可行性, 另外还发现南极鱼亚目鱼类的个别物种其分子系统关系与形态学分类地位不一致。本研究结果证实了 DNA 条形码技术对南极鱼亚目分类群的识别效率, 弥补了传统形态学鉴定方法的局限和不足, 丰富了南极鱼类 DNA 条形码数据库, 为南大洋鱼类多样性与适应性进化研究奠定基础, 同时为南极渔业资源保护和可持续开发利用提供科学依据。     

利用DNA条形码COI基因分析我国重要贝类系统进化关系

DNA条形码旨在通过PCR技术获得一段DNA序列,在物种水平上对现存生物类群和未知生物材料进行识别和鉴定。线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)基因是常用DNA条形码基因之一,为研究COI基因作为DNA条形码在贝类系统进化中的评估效果,本文利用PCR技术扩增获得了60个贝类物种的353条COI基因序列,通过聚类法构建了neighbor-joining(NJ)进化树,同时还对7个物种不同地理群体的遗传进化情况进行了分析。结果表明,选用的COI基因引物在大多数贝类中通用性较强,除在珍珠贝目中的扩增效率只有10%以外,在整个研究中扩增效率达到82.7%;60个物种中除太平洋潜泥蛤(Panopea abrupta)、沼蛤(Limnoperna fortunei)和魁蚶(Scapharca broughtoni)等8个物种在进化树中的进化地位与传统系统分类具有一定差别外,其他物种的聚类关系与传统分类基本一致;对7个物种、共26个地理群体的聚类分析发现,COI基因基本能对同一物种的不同地理群体进行聚类,只有极个别群体或群体中的某个个体存在聚类混乱现象。综上所述,COI基因在一定程度上适用于贝类物种鉴别和系统发育研究,丰富了COI基因在物种鉴别应用中的科学数据。     

中国近海习见头足类DNA条形码及其分子系统进化

应用DNA条形码通用引物扩增了11种中国近海习见头足类(Cephalopoda)共计97个个体的线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(Cytochrome Coxidase I,COI)基因片段,与GenBank收录的19种95条头足类同源序列进行比对.结果表明,头足类COI基因存在碱基插人缺失现象,杜氏枪乌贼(Uroteuthis duvauceli)插人缺失位点数多达33个;碱基组成偏倚明显,A+T含量(66.70%)显著高子G+C(33.30%)含量.基于Kimura双参数模型计算,29个物种的种内平均遗传距离为0.0072,种间平均遗传距离(0.20-2 4)是种内遗传距离的28.11倍.针对剑尖枪乌贼(Loligo edulis,Uroteuthis edulis,Photololigo edulis)分类和命名的分歧,DNA条形码分类结果显示,该物种与枪乌贼属(Loligo)和尾枪乌贼属(Uroteuthis)的COI基因同源性较低,不支持将其划归到Lolig.或Uroteuthis.近爱尔斗蛸属(Pareledone)6个代表物种的种间遗传距离较小(0.0120-0.0385),对于此类变异程度较低的物种,DNA条形码仍可准确区分,但其种间遗传距离的阈值尚待深人探讨.系统发育树的聚类分析结果表明,COI基因在种、属水平的分类鉴定及其系统进化关系与传统方法所得结果一致性较高,分别为100%,91.67%;科、目水平的一致性略低,分别为80%和66.67%.可见,线粒体COI基因作为头足类DNA条形码在物种鉴定中适用性较高,亦适用于种属水平的系统进化分析,是形态学分类系统的必要补充和佐证.     

鲿科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究

鲿科鱼类是一类高度多样化的类群,一些具有高度相似特征的物种难以通过形态进行识别,系统分类关系混乱,因此,选择一种更为有效、便捷的鱼类鉴定和分类方法十分必要。对5属36种共214条鲿科鱼类线粒体COⅠ基因序列进行分析,结果表明:36种鲿科鱼类的种内和种间平均遗传距离分别为0.016和0.158,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的9.875倍;大多数鲿科鱼类的种内遗传距离小于种间遗传距离,在种内、种间重叠较少,能形成的一定的DNA条形码间隙。ABGD结果将36个物种定义为25个运算分类单元,运算分类单元的划分与距离法结果大体一致,种间遗传距离较小的物种被划分为同一个运算分类单元,种内遗传距离较大的物种分化为多个运算分类单元。聚类树结果显示:黄颡鱼属、拟鲿属和■属的鱼类聚成一大支;鳠属和半鲿属中各有1个物种聚类到对方的分支中,这两属之间存在不完全的谱系分选。在本研究中,DNA条形码在大部分鲿科鱼类中能进行有效的鉴定,但对一些近缘种,条形码鉴定存在局限性,同时,COⅠ条形码也阐明了鲿科鱼类的系统进化关系,可为鲿科物种的系统分类提供科学依据。     

基于线粒体COI基因的马■科鱼类DNA条形码研究

为明确中国马■科(Polynemidae)鱼类的分类地位,测定了中国7省10个地点马■科鱼类3属5种33条COI基因5′端序列,结合GenBank下载的5属16种41条同源序列,共分析了6属20种马■科鱼类DNA条形码。结果显示,20种鱼类种间平均遗传距离为19.6%,是种内平均遗传距离0.9%的22倍;其中14种形成了单系分支,支持其物种有效性。四指马■(Eleutheronema tetradactylum)和多鳞四指马■(E.rhadinum)种间遗传距离(16.0%)是种内平均遗传距离(1.2%)的13倍,支持将二者作为2个独立物种的分类处理。多鳞四指马■种内遗传距离(2.3%)大于2%,形成了2个自展数据支持率为99%的分支,分支间遗传距离(4.8%)是分支内平均遗传距离(0.1%)的48倍,表明在中国沿海分布的多鳞四指马■有可能存在2个亚种或隐藏种。黑斑多指马■(Polydactylus sextarius)与马达加斯加多指马■(P.malagasyensis)外部形态极为相似,种间遗传距离仅为1.0%,且在分子系统树上镶嵌混杂为一支,仅根据分子数据结果,推测二者可能为同一...     

中日沿海部分鱼类DNA条形码研究

为明确日本及中国沿海部分鱼类的分类地位,测定了日本7目24科34属37种鱼类184条线粒体COI基因5′端652 bp序列,结合GenBank下载的日本和中国143条同源序列,共分析了7目24科35属40种327条鱼类DNA条形码.结果显示,40种鱼类的属内种间平均遗传距离(6.25％)是种内平均遗传距离(0.42％)...     

基于线粒体COI基因的马科鱼类DNA条形码研究

为明确中国马鲅科(Polynemidae)鱼类的分类地位,测定了中国7省10个地点马鲅科鱼类3属5种33条COI基因5′端序列,结合GenBank下载的5属16种41条同源序列,共分析了6属20种马鲅科鱼类DNA条形码。结果显示,20种鱼类种间平均遗传距离为19.6%,是种内平均遗传距离0.9%的22倍;其中14种形成了单系分支,支持其物种有效性。四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)和多鳞四指马鲅(E.rhadinum)种间遗传距离(16.0%)是种内平均遗传距离(1.2%)的13倍,支持将二者作为2个独立物种的分类处理。多鳞四指马鲅种内遗传距离(2.3%)大于2%,形成了2个自展数据支持率为99%的分支,分支间遗传距离(4.8%)是分支内平均遗传距离(0.1%)的48倍,表明在中国沿海分布的多鳞四指马鲅有可能存在2个亚种或隐藏种。黑斑多指马鲅(Polydactylus sextarius)与马达加斯加多指马鲅(P.malagasyensis)外部形态极为相似,种间遗传距离仅为1.0%,且在分子系统树上镶嵌混杂为一支,仅根据分子数据结果,推测二者可能为同一物种;但由于没有可检视的标本,也不能排除GenBank序列种名注释中形态鉴定出错的可能。马伦氏多指马鲅(P.mullani)与七丝指马鲅(Filimanus heptadactylus)也混为1支,分支内遗传距离仅为0.1%;如果不是GenBank序列种名注释出错,则二者应为同一物种。GenBank序列中来源于北部湾的六丝多指马鲅(P.sexfilis),则可能是黑斑多指马鲅的错误鉴定。     

DNA条形码在西藏水系裂腹鱼亚科鱼类鉴定中的研究

为确定DNA条形码技术在西藏水系裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)物种鉴定中的可行性,利用西藏水系所采集260尾裂腹鱼亚科样本,测定其线粒体细胞色素C氧化酶亚基1(COI)基因片段序列,计算遗传距离,构建系统发育树,并与GenBank中相关序列进行比对。260个样本经检测均获得有效COI基因扩增片段,COI基因碱基组成偏倚明显,A+T含量为54.74%,显著高于G+C含量(45.26%)。基于Kimura双参数模型计算遗传距离,遗传距离阈值设置为0.02时,260个样本可被鉴定到种的为249尾样本,11尾由于样本量少,数据库中存在多个命名,只鉴定到属,其中与形态学鉴定一致的179尾样本,一致率为68.8%,裂腹鱼亚科裸鲤属(Gymnocypris)不能通过COI基因鉴定到种,拉萨裂腹鱼(Schizothoracinae)、异齿裂腹鱼(S.schizothorax o#x02BC;connori)、巨须裂腹鱼(S.macropogon)3个种之间的遗传距离阈值以0.02不能有效鉴别,而遗传距离阈值以0.01作为这3个种的鉴定标准,可达到有效鉴别的目的。基于邻接法构建系统发育树,裂腹鱼亚科鱼类形成一个支持率较高的单系群,Bootstrap检验支持率为99%,系统进化树聚类方式与以遗传距离值为标准的鉴定结果一致,很好地反映了水系物种间的地理和历史联系。     

山东近海习见鱼类DNA条形码及其电子芯片分析

从GenBank下载到13目50科73属77种山东近海鱼类的线粒体细胞色素c氧化酶I(CO I)序列,通过分析其遗传距离及系统进化,并基于CO I序列筛选物种特异性探针来分析DNA芯片技术在进行物种鉴定时的可行性。结果表明,在CO I基因DNA条形码的分析中,77种鱼类的种间遗传距离(平均0.117)明显大于种内遗传距离(平均0.0034),且每个物种的不同个体在进化树上都能聚在一起,提示DNA条形码能全部区分77个物种;根据CO I基因设计的用于芯片的特异性探针中,77个物种最终有64个可以筛选出物种特异性探针,占总物种数的83.1%,本研究旨在为山东近海鱼类物种鉴定提供了技术支持。     

基于COI和16S rRNA的库页岛马珂蛤遗传多样性和分子系统进化研究

本研究以库页岛马珂蛤(Pseudocardium sachalinense)为研究对象,讨论COI和16S rRNA两种DNA条形码在贝类的遗传多样性、分子进化和种类鉴定的适用性,并利用两种条形码评估库页岛马珂蛤的遗传多样性。本文在获得库页岛马珂蛤线粒体全基因组的基础上,测序获得库页岛马珂蛤群体的COI和16S rRNA序列,发现COI基因核苷酸多样性为0.00195,高于16S rRNA核苷酸多样性(0.00073)。基于COI基因的单倍型多样性为0.76,大于16S rRNA的单倍型多样性(0.318)。其次,用全线粒体基因组构建8种贝类的系统进化树为参考,发现基于COI和16S rRNA的系统进化树与参考一致,提示这两种条形码片段可用于推断贝类的分子进化关系。最后,分别对马珂蛤科和帘蛤科15属17种贝类的COI基因和16Sr DNA进行序列比较,发现COI基因和16S rRNA的种间遗传距离均是种内距离的62倍。以上结果说明,16S rRNA与COI基因一样,能有效地构建马珂蛤科和帘蛤科的系统发育关系和物种鉴定,但在分析库页岛马珂蛤的遗传多样性时利用COI基因比16S rRNA能发现更多的遗传变异。     

不同DNA条形码基因在帘蛤目贝类分类鉴定中的比较分析

DNA条形码基因已经广泛应用在海洋贝类的分类鉴定、系统发育进化、种群遗传分析等领域的研究。为进一步研究评估不同DNA条形码基因在海洋贝类鉴定中的作用,本研究利用从Gen Bank数据库随机下载的帘蛤目COI、16S r RNA、18S r RNA和28S r RNA基因序列,通过传统距离法和单系聚类法结合分析,比较了上述DNA条形码基因在鉴定物种及系统发育进化中的鉴定效率,并以本实验室已获得的部分贝类DNA序列进行了验证。结果表明,根据"10倍法则"和"2%"阈值标准,本研究中COI能够鉴定57.1%物种,16S r RNA能够鉴定60.9%,18S r RNA鉴定16.7%,而28S r RNA无法有效鉴定;多数种COI和16S r RNA基因序列的种间遗传距离和种内遗传距离存在"条形码间隙",而18S r RNA和28S r RNA序列的种间和种内的遗传距离存在显著重叠,没有明显"条形码间隙";聚类分析结果表明,基于COI基因序列,87.9%的个体与同种聚为单系,以16S r RNA序列,65.6%的个体与同种聚为单系,未聚成单系的个体则形成姐妹系,未出现不同种聚为单系现象,能够呈现与形态分类基本一致的系统发生关系;但18S r RNA和28S r RNA呈现的聚类关系相对混乱。相对而言,在鉴定帘蛤目物种时,COI和16S r RNA都能够作为条形码基因,且COI有效性更高,18S r RNA和28S r RNA基因由于种内变异较大,不适于作为条码基因。研究结果为科学选用DNA条形码基因进行帘蛤目贝类的鉴定提供了参考资料。     

基于线粒体COI基因序列的5种鲤养殖品种遗传多样性研究

本研究通过对5个鲤养殖品种即高寒鲤(Cyprinus carpio Frigid carp)、松浦鲤(Cyprinus carpio Songpu carp)、蓝鳞鲤(Cyprinus carpio blue var)、松浦镜鲤(Cyprinus carpio Songpu mirror carp)和红镜鲤(Cyprinus carpio Red mirror carp)的线粒体COI基因部分序列的测定, 比较并分析了其遗传多样性和系统进化关系。在5个鲤品种共100个样本的线粒体COI序列中检测到8种单倍型, 其中5个单倍型(H1、H2、H4、H5、H6)涵盖样本较多, 占总样本数的94.06%。蓝鳞鲤的单倍型数最少, 仅有1个, 红镜鲤单倍型数为2个, 其余3个品种的单倍型数均为5个。5个品种单倍型多样性(H_d)在0.160±0.070~0.811±0.055, 其中, 遗传多样性最高的为高寒鲤。AMOVA结果表明, 品种间变异(50.28%)略高于品种内变异(49.72%), 各品种间的F_ST值在0.711 4~0.831 2, 其中蓝鳞鲤与其他群体之间差异最大。用MEGA4.0软件构建的基于遗传距离的进化树表明, 5个养殖品种中, 高寒鲤和红镜鲤的遗传距离最近(D=0.31), 聚为一支; 松浦镜鲤和松浦鲤的遗传距离较近(D=0.33), 聚为一支; 蓝鳞鲤与其他品种存在较大遗传差异, 单独形成一个分支。除蓝鳞鲤外, 其余4个养殖品种间均存在共享的单倍型(H2、H4、H5、H6), 可能是由于其在选育过程中亲本的遗传背景存在交叉, 同时也证明DNA条码在分析种内品种间遗传关系时具有可行性但具有一定的局限性。

     

DNA条形码在渔业生物多样性保护中的应用

生物多样性与人类存亡休戚相关,保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。本文立足我国渔业生物多样性现状,针对我国渔业生物过度开发和保护不足等难题,提出了通过开展渔业生物DNA条形码研究来推动我国渔业生物多样性学科发展的思路,详细阐述了DNA条形码在渔业生物资源可持续开发、物种分类鉴定、生物多样性监测、外来物种评价、水产品市场监管、渔业信息化等多个领域的应用现状,进一步展望了DNA条形码可以成为渔业生物区系研究、水域生态研究、电子分类技术以及宏DNA条形码新技术等多个方面的研究热点,呼吁扎实推进我国渔业生物DNA条形码数据库和信息化平台的建设和共享。     

基于Cyt b、ND1及ND2的DNA条形码在鰤属鱼类物种鉴定中的应用

为建立我国鰤属(Seriola)鱼类快速有效的分子鉴别技术,从DNA条形码角度出发,分析了线粒体细胞色素b (Cyt b)、NADH脱氢酶(ND1和ND2)基因在黄条鰤(Seriola lalandi)、高体鰤(Seriola dumerili)和五条鰤(Seriola quinqueradiata)等鰤属鱼类物种鉴定和系统进化以及地理区域鉴别中的适用性。结果显示,Cyt b基因表现出明显的A+T偏倚性,ND2基因序列突变速率较高,变异率为20.52%,ND2基因(Hd=0.900, Pi=0.082)的遗传多样性高于ND1 (Hd=0.874, Pi=0.077)和Cyt b (Hd=0.814,Pi=0.061)。比较了鰤属鱼类3种基因序列的结构特征,基于ND1和ND2基因计算的鰤属鱼类种间遗传距离都为种内遗传距离的10倍以上,但Cyt b基因对高体鰤和几内亚鰤(Seriola carpenteri)辨识力不足。系统进化分析显示,每个物种都形成单系分支,3个基因均能对我国3种鰤属鱼类进行鉴别,且都可有效区别来自全球3个不同水域的黄条鰤种群。因此,Cyt b、ND1和ND2基因不仅可作为鰤属鱼类物种鉴定的有效DNA条形码,还可作为不同地理种群划分和种质资源科学保护的依据,为我国鰤鱼养殖产业的持续健康发展和种质资源的可持续利用提供技术依据。     

基于DNA条形码对温州洞头海域游泳生物的鉴定

温州洞头海域是浙南重要的渔场,具有丰富的渔业资源.为了监测该地区的游泳生物资源,在传统形态学鉴定的基础上,使用线粒体细胞色素C氧化酶亚基I基因(COI)对渔获物样品进行了鉴定分析.结果显示,所获得的生物隶属于4个纲19个科25个属的28个种,DNA条形码的有效鉴定率为96.5％.系统进化树分析显示,所有序列与GenBa...     

基于DNA条码基因的鳢科鱼类系统进化与物种鉴定

鳢科(Channidae)鱼类在亚洲分布广泛,其中中国的土著种类是重要养殖品种,国外很多种类主要作为观赏鱼引进我国。本研究利用线粒体COΙ基因序列,对分布于我国的鳢科鱼类不同种群样本序列,及在Gen Bank中获得其他鳢科鱼类的序列进行分析,探讨其作为DNA条形码基因对鳢科进行物种鉴定和系统进化分析的可行性。通过对本研究采集的149个鳢样本和122条Gen Bank中已有序列进行分析,结果显示,所研究的鳢科鱼类的COΙ基因576 bp片段中不存在碱基插入缺失现象,其平均碱基含量A+T(51.4%)高于G+C含量(48.6%),存在偏倚性;多态位点占47.2%。利用Mega 6.0软件基于Kimura’s 2-parameter模型计算25种鳢种内平均遗传距离为0.028,其中巴卡鳢(Channidae barca)种内遗传距离最大,为0.137,超过了某些种间遗传距离;种间遗传距离为0.030~0.302,平均为0.217。其中最大距离0.302为饰鳍鳢(Channidae ornatipinnis)和黑体鳢(Channidae melasoma)之间,甚至超过了与外群之间的距离。利用邻接法(Neighbour-Joining,NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood Tree,ML)分别构建系统进化树,同种个体获得较高支持率,而不同种间的关系支持率较低,同时发现存在由多个种组成的巴卡鳢和南鳢复合支系。本研究表明,进行我国土著鳢科鱼类物种鉴定时COI基因是有效的工具,而进行外来观赏鱼鉴定,尤其是巴卡鳢、斯氏鳢等物种进行鉴定时,需结合多方面信息;COI基因不适合鳢科鱼类种间遗传进化关系的研究。