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本文采用线粒体DNA限制性片段长度多态性分析(mtDNA-RFLP)、线粒体DNA的细胞色素b基因部分序列的RFLP(Cyt b-PCR-RFLP)和测序(Cyt b-PCR-Sequencing)三种方法对星点笛鲷(Lutjanus stellatus)、千年笛鲷(L. Sebae)、画眉笛鲷(L. Vitta)、金带笛鲷(L. Fulvus)和金焰笛鲷(L.fulviflamma)等5个常见种进行了亲缘关系的研究。
2002年9月2日到2003年6月26日期间,从湛江近海收集星点笛鲷、千年笛鲷、金焰笛鲷、金带笛鲷和画眉笛鲷,样品数分别为17、17、17、17和35尾。
(一)分别从5种笛鲷群体中取得新鲜肝脏组织,采用差速离心方法分离纯化线粒体DNA(mtDNA),分子量大小为17.05±0.46~17.77±0.91Kb。用19种识别6碱基对(bp)回文序列的限制性内切酶对mtDNA进行单酶切,分析其种间共享片段数、分歧指数,构建最小进化(Minimum Evolution,ME)系统树和邻位连接(Neighbour-Joining,NJ)系统树。另外,对mtDNA进行双酶切处理,与单酶切结果比较构建了星点笛鲷和千年笛鲷的mtDNA的物理图谱。
本实验中所用的限制性内切酶可以作为本实验中笛鲷属种间和种内区分的分子标记;画眉笛鲷依照其体侧条带颜色差异分成的两个群体,本文命名为褐带画眉笛鲷(HE)和黄带画眉笛鲷(HD)。HD与HE分歧指数为0.0439,存在较大分歧;其他4个种都没有发现种内多态,种间分歧指数0.0649~0.1446。系统树表明千年笛鲷和星点笛鲷、HE和HD、金带笛鲷和金焰笛鲷之间亲缘关系较近。
(二)分别以5种笛鲷的总DNA和mtDNA为模板,用特异性引物进行PCR扩增获得mtDNA-Cyt b的部分序列(>800bp)。用8种识别4bp的限制性内切酶对获得的序列进行单酶切;2.0%琼脂糖凝胶分离酶切片段比较同一条鱼不同模板的扩增产物的酶切图谱,排除了核DNA(nDNA)中存在mtDNA相似序列,即假基因干扰RFLP分析的可能性。确认无假基因干扰的Cyt b的部分序列用4%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离其酶解片段,银染显色,得到共享片段数;进行RFLP分析并构建ME系统树和NJ系统树。
HE和HD两个群体存在大的分歧,分歧指数0.0751;其他4个种没有发现种内多态,种间分歧指数0.0501~0.1067。构建的系统树与mtDNA-RFLP分析中构建的不一致,但仍然支持HE和HD存在较近亲缘关系。
(三)以mtDNA为模板得到的cyt b基因的部分序列的扩增原液送大连宝生物工程公司测序,拼接后应用BLASTn软件进行在线搜索、比对确认序列为目的序列;利用BANKIT程序在线递交星点笛鲷、千年笛鲷、金焰笛鲷、金带笛鲷cyt b基因的部分序列得到的ACCESSION分别为:AY501368、AY501365、AY501367、AY501366,画眉笛鲷由于分类方面还需进一步商榷,因而暂未递交序列。核实后的序列用ClustalW进行多序列比对,MEGA2.1得到了分歧距离等参数,构建ME树、NJ树和最大简约(Most Parsimony,MP)树;以GENBANK中搜索得到的翼齿鲷(Rhomboplites aurorubens)和军曹鱼(Rachycentron canadum)为外群,利用DNAstar的MegAlign程序构建了有根树。
本研究所测6个序列的核苷酸置换中转换(TS)的频率高于颠换(TV)的频率,TS/TV=1.86;种间序列同源百分度为83.9~88.8%;HE和HD的分歧百分数为0.2%,远小于该表中其他种之间的11.5~17.0%;无根系统树抽样(bootstrap)评估以77~86的较高分值把千年笛鲷和星点笛鲷聚为一支,HE和HD更是得到了100的高分值。
三种分析方法都可为种的区分提供方便有效的分子标记;在构建发育系统树大体支持千年笛鲷和星点笛鲷处于同一进化枝,它们的祖先与处于另一进化枝的HE、HD、金带笛鲷和金焰笛鲷的祖先在较早的时期发生分化。本研究从mtDNA角度深入研究了南海海域笛鲷的亲缘关系,进一步证明了mtDNA在动物种质鉴定、种群分析等研究领域的实用性,同时也指出了一些有待解决的问题。