刘忠权[1]2003年在《中国泽蛙线粒体基因组结构及种群系统地理学研究》文中认为本文主要从线粒体基因组和种群系统地理学等两个方面对中国泽蛙进行了研究。 1 文献综述 泽蛙是我国南方的常见蛙类，广泛分布于亚洲东部、东南部和南部。中国境内的泽蛙Rnan limnocharis是Peters于1863年确定的，该种名被众多学者采用至今。但是泽蛙的分类地位一直存在争议。本章从泽蛙的形态、分类、生理生化、遗传和分子生物学，以及种群生物地理学等方面的研究进展进行了综述。 2 中国泽蛙线粒体基因组结构研究 中国泽蛙线粒体基因组全长共17717bp，除了正常的13个蛋白编码基因、22个tRNA和2个rRNA基因外，还具有区别于其它脊椎动物线粒体基因的叁个显着特征：1)独特的ND5基因顺序和叁个重排的tRNA基因(tRNA~(Thr)，tRNA~(Pro)，tRNA~(Leu(CUN))顺序；2)一个tRNA~(Met)的假基因；3)控制区的3’端具有8个含有89 bp的串联重复单元。我们还分析了基因组的碱基和氨基酸的组成、tRNA~(Met)假基因的成因，推测了22个tRNA的二级结构。另外还探讨了线粒体基因重排机制和泽蛙的分类地位，根据形态学和线粒体基因组的特点，我们认为将泽蛙从传统蛙属Rana中分出的观点是合理的。 3 两栖类动物的线粒体基因组结构比较和系统发生关系 现存两栖类的叁个目的系统发生关系仍然没有统一意见，最广泛被接受的假说，是建立在形态学证据基础上，支持现生的两栖类叁个目在古生代后期(300 mya)单系起源，并且无尾类和有尾类为姐妹群关系(蛙类假说)。然而，现生的两栖类单系起源和蛙类与蝾螈类紧密的系统发生关系一直存在争议。我们在测定了泽蛙线粒体全基因组序列的基础上，与已知其它的5种两栖类进行详细的比较分析，同时选择了11种高等脊椎动物的线粒体全基因序列，以硬骨鱼类做外群，用22个tRNA基因合并数据进行系统发生重建分析，结果表明MP、NJ和ML树都强力地支持现生两栖类动物为单系群并且蝾螈类和蚓螈类为姐妹群关系(自引导值分别为92％、99％、100％)。这个结果与蛙类假说是相矛盾的，与Bolt(1991) 中国泽蛙线粒体基因组结构及种群系统地理学研究 在形态学基础上提出的绒蝶类和蚓螺类为姐妹群关系的假说相一致，并得到建 立在线粒体和核tRNA基因数据基础上的许多分子研究的支持。另外我们探讨 了我们的结果与前人的研究不同的原因以及利用线粒体全基因序列进行系统发 生分析存在的偏差。 4脊椎动物线粒体基因重排及机制 脊椎动物线粒体基因顺序最初认为是 完全保守的。从非洲爪赠到人类的线粒体基因组都具有共同的基因顺序。但是 随着越来越多的动物线粒体基因组测定，发现了一些类群具有基因的重排和重 复。在我们测定的泽蛙线粒体基因组基础上，通过研究GenBank中200多种脊 椎动物的线粒体全基因中发生基因重排的类群，总结出脊椎动物线粒体基因重 排的特点。广泛用来解释脊椎动物线粒体基因重排机制的是基因区串联重复模 型，而怎样形成基因串联重复有许多模型或假说，最常见的是滑链错配机制而 引发基因串联重复；另一种是通过轻链复制的错误起始，利用具有茎环结构 ＊tem－and－loop structure）部位作为轻链复制起始区所引起的。线粒体基因重排 的机制可能还涉及到重组。串联重复模型可以解释大多数脊椎动物的线粒体基 因重排，特别是相邻的tRNA基因，但并不能解释全部。我们在泽蛙线粒体基 因组中发现了NDS基因的重排，这是脊椎动物中第一次报道。如果按照串联重 复模型并不能很好地来解释泽蛙NDS和tRNA基因的重排。为此，我们结合上 述机制以及线粒体复制期间初生链3’末端不稳定的特点提出整合重组模型（the integrative recombination model）来解释所有脊椎动物线粒体基因的重排机制。 这个模型可以从线粒体复制特点、基因重排的特点和发生重组的可能性等叁个 方面得到证实。线粒体基因组的基因排列顺序可以提供评估脊椎动物系统发生 关系的重要信息。脊椎动物线粒体基因重排相对较少发生，但是当重排出现时， 将能够鉴别单系群，因为大量可能的基因排列使得同样的基因顺序不可能分别 独立地产生，因此具有共同的基因排列顺序很可能表明有共同的祖先。基因排 列的比较是解决具有争议的系统发生关系有力的工具。 5 中国泽蛙种群的遗传结构和系统地理学研究 中国大陆泽蛙种群的遗传 结构和种群历史还没有研究报道。以线粒体DNA的D一 区序列作为分子标 记，采集了20个地理种群57个个体样品，这些样品几乎覆盖了中国泽蛙的分 布区。测定了线粒体控制区共 519 hp长的片段。通过遗传多样性的测量，结果 发现43个可变位点，其中36个简约信息位点，共检出23个单元型。整个物种 的核在酸多样性为知一0刀129510刀0135，单元型多样性 h＝＝0．953刀12，单
刘奎[2]2009年在《基于线粒体cytb基因序列的金线蛙分子系统地理学》文中指出金线蛙是指金线侧褶蛙种组Pelophylax plancyi complex,包括金线侧褶蛙(Pelophylaxplancyi Lataste 1880)、福建侧褶蛙(Pelophylax fukienensis Pope 1929)、湖北侧褶蛙(Pelophylax hubeiensis Fei and Ye 1982)叁个物种,这叁种在形态特征上极其接近,统称为金线蛙,由于形态上很难区分,在传统分类存在较大分歧,叁物种分布范围还无明确的划分界定,叁个物种的有效性值得考证。系统地理学主要研究影响物种的基因谱系形成现有地理分布格局的历史过程,mtDNAcytb基因片段用于系统地理学的研究,可以揭示种群的遗传结构并推测影响种群现有遗传分布格局的历史过程。本研究应用线粒体DNA的cytb基因序列探讨了中国金线侧褶蛙种组(Pelophylax plancyi complex)的系统地理格局和种群结构,详细地揭示了该物种的建群历史。本文采用线粒体DNA中的cytb基因为分子标记,通过分析金线蛙的遗传结构和遗传分化,比较金线蛙种群的遗传变异,推测影响种群遗传结构的因素,并预测种群遗传结构的变化。根据遗传变异的地理分布格局,测种群形成现有分布格局的历史过程,由此提出金线蛙在第四纪冰期时可能的避难所。测定了金线蛙23个种群321号标本mtDNA cytb基因的741bp的序列,共定义了114个单倍型,其单元型多样性(H_d)为0.957,核酸多样性(P)_i为0.02716。我们利用cytb基因的114个单倍型构建的MP系统树和Bayesian树,系统发生主要拓扑结构取得了完全一致的结果。MP系统树上各主分支的内部个别内分支结构与和Bayesian树的个别分支内部结构略有差异,内分歧群都出现并支情况,这可能是金线蛙各样品之间核苷酸差异太小导致的,而其它主分支节点的拓扑结构都一致。因为用不同系统发生分析方法都取得了一致的结果,结果又是通过对大量样本分析获得的,说明了系统发生关系推断结果的可靠性。不同方法构建的系统树在谱系的划分上得到了完全一致的结果,主要分支的节点自举检验值达到100,后延概率为1.00,金线蛙种组各种群的不同单倍型所构成的系统树表明金线蛙种组叁个物种都没有形成独立的单系。TCS构建的巢式支序图的结构分为A、B、C、D四个独立的网状结构,分别对应系统树的四个主要分支。AMOVA分析表明,总体水平上,23个金线蛙地理单元种群内遗传变异占40.65%,种群间变异占42.35%,主要遗传变异来自种群间。基于Maximum Composite Likelihood模型计算了平均遗传距离,整个金线蛙种群的平均遗传距离d为0.028910。福建邵武种群与其他种群之间遗传距离很大,平均遗传距离在0.109148～0.117773之间,而其他各种群之间的遗传距离较小。湖北侧褶蛙、金线侧褶蛙、福建侧褶蛙都没有形成独立的单系,故认为属于同一物种,即金线侧褶蛙Pelophylax plancyi。根据Tajima's D和Fu's F_(ST)检验的结果,说明这些种群经历了种群扩展。整个金线蛙的种群Tajima's D值为-0.836378,说明金线蛙的种群经历了种群扩张的过程,金线蛙的种下分化发生在近期,即冰期后发生种群扩散,种群建立之后,经历了物种的种下分化。中国第四纪冰期虽然冰川规模不大,仍然对我国的环境造成了深远的影响,而东部地区存在很多孑遗物种,是当时许多生物物种重要的避难所之一。许多动植物在第四期冰期分布区南迁,中国东部地区的庐山、黄山等都未发育典型的冰川,由于东部地区缺乏高大的山系,地势相对平坦,河流湖泊众多,东部地区发达的水系相互联系,有利于蛙类的扩散,东部地区的主要河流并未对金线蛙的基因流造成影响,地理上缺乏阻碍基因交流的障碍,都有利于金线蛙的种群的扩散,最终产生了今天的金线蛙分布格局。
张雄飞[3]2004年在《中国大陆黑斑侧褶蛙种群遗传结构及与金线侧褶蛙的种间遗传变异》文中研究指明本论文共包括四个部分： 1．第1章对黑斑侧褶蛙的形态学、分类学、生理学、生物化学、遗传学和分子生物学方面的生物学研究进展进行了综述。 2．第2章介绍分子系统地理学的概念、应用、分子标记及国内外研究现状。 3．测定了中国大陆黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculata)12个地方种群112只蛙的mtDNA控制区5’端685bp的序列。比对后，共发现111个变异位点，定义了67种单元型，其中7种单元型为地方种群间共享单元型，多数单元型为地方种群内特有。12个地方种群合并一个大种群分析表明，中国大陆黑斑侧褶蛙的线粒体单元型多样性相当高(h=0.98±0.005)，总体核苷酸多样性也较高(0.0303±0.0029)。这样高的单元型多样性和核苷酸多样性与黑斑侧褶蛙作为古北界和东洋界的广布种，种群大是相应的。基于邻接法(neighbor joining，NJ)的地方种群系统发生分析中，代表东北地区的吉林通化和辽宁辽阳种群与中国大陆其他地方种群构成姐妹群。分子变异分析(AMOVA)表明，吉林和辽宁种群代表的东北组(northeastem group)和其余10个地方种群代表的大陆组(mainland group)间出现了显着的种群分化(Φct=0.809，p＜0.001)，各地方种群间成对的Fst及种群间的核苷酸歧异度(Dxy)也均表明两者之间出现了显着的遗传分化。东北组与大陆组间的遗传分化最可能的原因就是受第四纪冰川的影响。文中还探讨了大陆组总体上没有出现明显地理结构及部分地方种群存在一定程度遗传分化的可能原因。 4．通过测定的121只黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculata)和8只金线侧褶蛙指名亚种(Pelophylax plancyi plancyi)线粒体控制区5’端(5’CR)比对后的685 bp序列，加上测定的17只黑斑侧褶蛙和4只金线侧褶蛙指名亚种线粒体Cyt b基因比对后686 bp序列，研究了基于线粒体基因的黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙的种间变异。结果发现，黑斑侧褶蛙大陆组种群和金线侧褶蛙指名亚种种群间存在着很小的种间变异，且小于黑斑侧褶蛙东北组与大陆组间的种内遗传变异。这两个物种间的种间变育京师花大学二二00四月硕士学位论文按委 异为什么很小?我们认为可能的原因是黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙分化形成两个种 的时间并不长，两者之间具有很近的亲缘关系，黑斑侧褶蛙的东北种群发生了在前 一章中讨论的较快的遗传分化。另一个最可能的原因是黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙之‘间存在着渐渗杂交(introgression hybridization)，即两者之间存在基因交流。
陶娟[4]2010年在《基于线粒体基因序列探讨广义花臭蛙种群遗传结构》文中研究表明花臭蛙(Odorrana schmackeri),隶属于蛙科(Raninae)臭蛙属(Odorrana) ,主要分布于我国亚热带和热带地区,分布区遍布西北、西南、华东、华中、华南。迄今对花臭蛙不同地理种群的遗传分化和遗传结构的研究还未见报道,种群遗传学是花臭蛙资源利用与保护的基础,本文利用线粒体基因作为分子标记对花臭蛙12个地理种群的遗传结构进行了研究。本论文采用PCR和直接测序法,分析花臭蛙12个种群(南召种群、栾川种群、兰草谷种群、高家堰种群、五峰种群、碧口种群、青木川种群、雷公山种群、江口种群、武夷山种群、黄山种群、天目山种群)的遗传变异。通过测定118个样品的线粒体12SrDNA序列片段(774bp)、16SrDNA序列片段(1056bp),研究了花臭蛙12SrDNA、16SrDNA序列的遗传多样性及种群的遗传结构。对12SrDNA与16SrDNA的联合序列分析结果表明,在118个花臭蛙个体中,共检测到295个变异位点,获得25种单倍型,其中H1、H2、H3为一些地方种群的共享单倍型。整个种群的核苷酸多样性为0.837±0.023,单倍型多样性为0.05122±.00099。这样高的单倍型多样性和核苷酸多样性与花臭蛙作为东洋界的广布种、种群大是相应的。南召种群、兰草谷种群和高家堰种群的核苷酸多样性、单倍型多样性均较高,且叁种群的单倍型都分别聚在两个进化支上,说明他们是异域起源并发生了二次接触,推测他们至少包括两个遗传上显着不同的源种群。青木川种群、武夷山种群、雷公山种群、黄山种群和江口种群的的单倍型多样性较高,而核苷酸多样性较低,说明他们由一个较小的有效种群迅速增长而来。栾川种群、碧口种群和五峰种群的单倍型多样性和核苷酸多样性均低,暗示这些种群可能在历史上经历过严重的瓶颈效应。天目山种群的h值较低,π值较高,说明天目山种群经历了短暂的瓶颈效应,丧失了一定的单倍型多样性。比较两两种群间的固定系数(Fst)及基因交流值(Nm)表明,雷公山种群、江口种群、武夷山种群相互间的遗传分化程度较低,他们与其他种群间的遗传分化程度较高。黄山种群与天目山种群间,碧口种群与青木川种群间的基因交流非常频繁。高家堰种群与碧口种群、青木川种群、南召种群、栾川种群、兰草谷种群、五峰种群间有共享单倍型H1、H3,且高家堰种群与他们之间的遗传分化程度较低。单倍型的地理分布特点和AMOVA分析结果表明花臭蛙的不同地理种群之间及种群内都存在极其显着的分化,通过不同方法构建的系统发育树也证明了这一点。这种遗传分化最可能的原因是受第四纪冰川的影响。
参考文献：
[1]. 中国泽蛙线粒体基因组结构及种群系统地理学研究[D]. 刘忠权. 南京师范大学. 2003
[2]. 基于线粒体cytb基因序列的金线蛙分子系统地理学[D]. 刘奎. 首都师范大学. 2009
[3]. 中国大陆黑斑侧褶蛙种群遗传结构及与金线侧褶蛙的种间遗传变异[D]. 张雄飞. 南京师范大学. 2004
[4]. 基于线粒体基因序列探讨广义花臭蛙种群遗传结构[D]. 陶娟. 河南师范大学. 2010
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