基于线粒体基因组的蛇亚目系统发生关系的探讨
线粒体基因组作为独立于细胞核外的遗传物质,具有分子量小、基因组织结构保守、母系遗传等特性,因此,作为一个重要的分子标记,广泛应用于分子系统学和分子进化等方面研究.本文采用常规PCR和长片段PCR(LA-PCR)技术测定了游蛇科五种蛇类的线粒体基因组全序列,结合GenBank中蛇亚目线粒体基因组全序列,对蛇亚目线粒体基因组结构进行了比较分析,并探讨了蛇亚目主要类群的系统发生关系和分歧时间.主要结果和结论如下:1.所测定的五种蛇类线粒体基因组分别为翠青蛇(Cyclophiops major)(17217bp),赤链蛇(Dinodon rufozonatum)(17189bp),红纹滞卵蛇(Oocatochusrufodorsatus)(17159bp),黑眉锦蛇(Elaphe taeniurus)(17183bp)和乌梢蛇(Zaocysdhumnades)(17164bp).它们的基因组织结构与其他真蛇类一样,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因,2个rRNA基因、2个控制区(CRI和CRII)和1个轻链复制起点(OL),其中,赤链蛇、红纹滞卵蛇和黑眉锦蛇额外多了个tRNAPro假基因.2.通过对蛇亚目各物种线粒体基因组的碱基组成比较,发现AT含量明显高于GC含量,且AT偏斜为正值,GC偏斜为负值.所有真蛇类线粒体基因组都具有显著特征,即基因组不同位置具有两个几乎完全相同的重复控制区,tRNALeu(UUR)基因移位(导致LQM基因簇的形成)和大多数tRNA基因具有较短的TΨC臂.在五种所测定的蛇类tRNA二级结构中,一些tRNA基因的TΨC环也存在缩短现象,同时,tRNACys基因在五种蛇中都缺失TΨC环,这在蛇类中尚属首次报道.3.本研究基于12种蛋白质编码基因序列,运用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)构建了蛇亚目56个物种的系统发生关系.系统发生树强烈支持蛇亚目的单系性,蠕蛇附目聚于系统树的基底部,最先分化出来.在游蛇超科中,美姑脊蛇位于基部,与蝰科、眼镜蛇科和游蛇科存在并系群关系,其分歧时间也早于游蛇超科的其他类群,建议将美姑脊蛇所属的闪皮蛇亚科上升为闪皮蛇科;四川温泉蛇始终与美洲钝头蛇亚科聚成一支形成姊妹群关系,建议将其置于美洲钝头蛇亚科.所有系统树中铅色水蛇与游蛇科和眼镜蛇科组成的单系群均互为姊妹群关系,从而支持水蛇科的科级分类地位.4.分歧时间估算显示,蛇类线粒体基因组结构发生显著变化的时间约在66.57MYA(95%置信区间为58.34-74.59MYA),突出表现在双控制区的出现、tRNALeu(UUR)基因的移位;同时,在游蛇超科中,绝大多物种的分歧时间在10-40MYA之间,这与新生代的气候环境有利于蛇类的物种形成和辐射演化密切相关.
- 作者：
- 李恩
- 学位授予单位：
- 安徽师范大学
- 专业名称：
- 生态学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 吴孝兵
- 中图分类号：
- Q959
- 关键词：
- 蛇亚目；线粒体基因组；系统发生关系；分歧时间
- Serpentes； Mitochondrial genome； Phylogenetic relationship； Divergence time