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红头丽体鱼(Vieja synspila)和橘色双冠丽鱼(Amphilophuscitrinellus)分属于隆头鱼亚目(Labroidei)、慈鲷科(Cichlidae)下的、Vieja属和双冠丽鱼属(Amphilophus)。因为慈鲷科鱼类拥有丰富的形态特征和生态多样性,所以是研究生物多样性的模式生物。但是由于对中南美洲慈鲷科鱼类的线粒体基因组研究较少,导致目前在物种的分类上存在争议。血鹦鹉,英文名blood parrot fish,是由红头丽体鱼(♀)×橘色双冠丽鱼(♂)杂交得到。由于血鹦鹉体色红艳、体型圆润、嘴呈心型,所以成为了观赏鱼界十分成功的属间杂交种之一。血鹦鹉的体型和体色结合了双亲的优点,是杂交育种的理想模型。一般认为鱼类的线粒体遵循母系遗传的规律。但是目前研究发现,在鱼类杂交过程有一定几率出现父系线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)的渗透,导致杂种鱼的mtDNA发生重组。因此研究红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉的线粒体基因组,对分析红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼在慈鲷科鱼类中的系统进化关系和研究属间杂交是否会发生父系mtDNA的渗透有十分重要的意义。本次研究得到了红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉的线粒体基因组全序列,在此基础上进行比较分析和遗传进化分析。具体的研究内容如下:1.红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉的mtDNA全序列测定红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉的mtDNA全序列长度分别为16543bp、16521bp和16541bp。它们都包含了13个编码蛋白质基因,2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个D-loop区。在编码蛋白质基因中,3者起始密码子相同;在终止密码子上红头丽体鱼和血鹦鹉相同,而橘色双冠丽鱼与其余2者有差异。22个tRNA基因中,除tRNA-Se(rAGY)外,其余21个tRNA皆能形成有效的二级结构。对3种鱼的D-loop区进行分析,识别了终止结合区、中央保守区和保守序列区。2.红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉线粒体基因组比较研究比较红头丽体鱼和橘色双冠丽鱼的线粒体基因组结构。发现红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼和血鹦鹉的线粒体基因组结构相似。但是橘色双冠丽鱼比红头丽体鱼少24个碱基,主要是由终止结合区、COI基因和tRNA-Ser(UCN)间的基因间隔区这2段非编码区的出现碱基丢失造成的。同时对比其他硬骨鱼类,发现此基因间隔区的序列长度在不同鱼类中会出现差异。推测出现这种现象的是COI基因在H链上,tRNA-Ser(UCN)位于L链,2个基因相互不造成影响。比较红头丽体鱼和橘色双冠丽鱼的线粒体基因组各组成成分间的相似度。发现编码蛋白质基因的碱基序列相似度低于D-loop区、rRNA基因和tRNA,为84.88%,而它们的氨基酸序列相似度却又最高,为95.27%。说明在这2种鱼中容易发生碱基的同义替代。同时又发现ND3基因的碱基序列相似度是所有组成成分中最低的,这与石斑鱼类上的发现相左。对比已知中南美洲慈鲷科鱼类的线粒体基因组,发现ND3基因的相似度接近或低于D-loop区的相似度。说明中南美洲地区慈鲷科鱼类的ND3基因进化速率接近或超越D-loop区。这可能是中南美洲慈鲷科鱼类线粒体基因组有别于其他鱼类的一个特点。比较血鹦鹉和红头丽体鱼、橘色双冠丽鱼的线粒体基因组。血鹦鹉的线粒体基因组与母本红头丽体鱼的相似度高达99.95%,与父本橘色双冠丽鱼的相似度仅为88.90%。由此得出结论血鹦鹉的线粒体遵循母系遗传规律。3.研究红头丽体鱼和橘色双冠丽鱼在慈鲷科中的进化地位结合已知的慈鲷科线粒体基因组序列,运用最大简约法(MP)构建系统进化树。发现位于非洲大陆和中南美洲的慈鲷科鱼类可以根据地理来源各自形成一个单系群。在中南美洲慈鲷科鱼类中,与红头丽体鱼的亲缘关系从近到远依次是:橘色双冠丽鱼、狮王高地丽鱼(Hypselecara temporalis)、图丽鱼(Astronotus ocellatus)。