角孔珊瑚属3种珊瑚的物种鉴定及其进化关系研究

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造礁石珊瑚骨骼易受环境因子的影响,部分相近种外部形态非常相似,难以区分。本实验以3种外观较为相似的角孔珊瑚:团块角孔珊瑚(Goniopora lobata)、扁平角孔珊瑚(Goniopora planulata)、诺福克角孔珊瑚(Goniopora norfolkensis)为实验对象,进行详细的形态学、组织切片、刺丝囊形态、虫黄藻密度和共生系群种类等多种参数的比较分析,尝试寻找更多的辅助鉴定特征,以对其进行更准确分类。同时通过高通量测序技术,得到3种角孔珊瑚的线粒体基因组DNA和比较转录组并进行分析,探讨其进化关系及其生活型颜色差异的内在原因。研究结果如下:1.3种珊瑚形态特征比较结果如下:(1)宏观形态学:3种角孔珊瑚在隔片数量和珊瑚杯直径上有一定差异:团块角孔珊瑚杯直径为3.32±0.06 mm,隔片数量为21.71±2.36个;扁平角孔珊瑚杯直径为4.80±0.4 mm,隔片数量为21.10±1.8个;诺福克角孔珊瑚杯直径为3.20±0.63 mm,隔片数量为14±2.81个。(2)骨骼微观结构:团块、扁平、诺福克角孔珊瑚隔片刺形状分别为匀称、平缓、弯曲稀疏;诺福克角孔珊瑚隔片刺数量最多,扁平角孔珊瑚最少;诺福克无颗粒。(3)组织切片结果显示三者无明显差异。(4)刺丝囊形态:刺丝囊囊长长度从大到小依次为:扁平角孔珊瑚、诺福克角孔珊瑚、团块角孔珊瑚;囊宽3者无明显差异;刺长长度从大到小依次为:扁平角孔珊瑚、诺福克角孔珊瑚、团块角孔珊瑚。(5)3种珊瑚共生虫黄藻系群组成无明显差别;诺福克角孔珊瑚虫黄藻密度最高,团块角孔珊瑚密度最低。2.3种珊瑚线粒体序列比较结果:扁平角孔珊瑚与诺福克角孔珊瑚线粒体全基因组DNA完全一致,长度约为18,766 bp,GC含量为37.2%,其中碱基A、C、G、T的占比分别为25.6%、13.7%、23.5%、37.2%。基于石珊瑚目20种线粒体基因组DNA构建系统进化树,结果显示扁平角孔珊瑚与柱角孔珊瑚进化关系较近,与团块角孔珊瑚进化关系最远。3.基于比较转录组的单拷贝同源基因分析结果显示,3种角孔珊瑚中扁平角孔珊瑚独为一支。基于比较转录组注释信息对两种荧光蛋白进行实时荧光定量实验,结果显示群体颜色为绿色的团块角孔珊瑚中绿色荧光蛋白基因表达量明显高于紫蓝非荧光色蛋白;而在群体颜色为蓝褐色的扁平角孔珊瑚和诺福克角孔珊瑚中则是紫蓝非荧光色蛋白基因表达量明显高于绿色荧光蛋白。
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