系統(tǒng)發(fā)育分析

1、本科生畢業(yè)論文（設(shè) 計(jì)）基于線(xiàn)粒體COX2基因的幾種鯉科魚(yú)丹亞題 目：Danioninae）魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育分析鄭重聲明本人的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在指導(dǎo)老師 的指導(dǎo)下獨(dú)立撰寫(xiě)并完成的。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）沒(méi)有剽竊、抄襲、造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和侵權(quán)行為，本人 愿意承擔(dān)由此產(chǎn)生的各種后果；直至法律責(zé)任，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接受公眾的查詢(xún)。特 此聲明。畢業(yè)論文作者（簽名）：年 月曰中文摘要錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。英文摘要(Abstract)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1前言錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1鯉科簡(jiǎn)介及其系統(tǒng)學(xué)研究現(xiàn)狀錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1.1鯉科的分類(lèi)特征錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1.2鯉科的分類(lèi)系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽

2、。1.1.3研究現(xiàn)狀錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2線(xiàn)粒體基因組(mtDNA)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2.1魚(yú)類(lèi)線(xiàn)粒體基因組的結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2.2線(xiàn)粒體DNA序列分析在鯉科系統(tǒng)學(xué)研究的應(yīng)用錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2.3線(xiàn)粒體蛋白編碼基因的特點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2.4 mtDNA用于系統(tǒng)發(fā)育分析的優(yōu)點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.3本研究的目的和意義錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2材料與方法錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1方案論證錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1.1分子系統(tǒng)學(xué)概述錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1.2分子系統(tǒng)發(fā)育研究方法錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2過(guò)程論述錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

3、2.2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.3建樹(shù)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1本實(shí)驗(yàn)所研究的8種魚(yú)的分類(lèi)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2鯉科魚(yú)類(lèi)COX2基因序列分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.1 COX2基因序列多態(tài)位點(diǎn)及信號(hào)位點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。COX2基因的遺傳密碼及其氨基酸組成錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。COX2基因的遺傳距離錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.5利用COX2基因進(jìn)行的系統(tǒng)發(fā)育重建錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.6三種建樹(shù)方法結(jié)果比較和總結(jié)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4討論錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.1分子標(biāo)記的有效性問(wèn)題錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2各種建樹(shù)方法的評(píng)估錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.

4、3系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)的評(píng)估錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附錄錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。致謝錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。基于線(xiàn)粒體cox2基因的幾種鯉科魚(yú)丹亞科(Danioninae) 魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育分析摘要：鯉科是鯉形目中種類(lèi)最多的一個(gè)科，本科魚(yú)類(lèi)為各國(guó)重要的養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，多 數(shù)可食用，還可作為觀賞魚(yú)。因此，鯉科的系統(tǒng)學(xué)研究不僅具有理論意義，而且在魚(yú) 類(lèi)資源的利用上具有現(xiàn)實(shí)意義。本研究從NCBI網(wǎng)站基因數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得8種鯉科魚(yú)類(lèi)的線(xiàn)粒體基因，其中魚(yú)丹亞 科5種，以COX2作為分子標(biāo)記，利用ClustalX 1.83, MEGA 4.1等系統(tǒng)發(fā)育分析軟件 對(duì)基因序列的堿基組成、堿基替換、密碼子使用頻率、氨基酸組

5、成、遺傳距離等進(jìn)行 了統(tǒng)計(jì)分析；通過(guò)堿基替換飽和性分析等方法進(jìn)行了信號(hào)檢驗(yàn)，結(jié)果顯示所測(cè)定的序 列都具有較強(qiáng)的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)；采用鄰接法(NJ)、最小進(jìn)化法(ME)和最大簡(jiǎn)約法(MP) 對(duì)鯉科進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育重建。最后獲得如下結(jié)論：測(cè)定的8種魚(yú)的COX2序列具有較高的A+T含量，說(shuō)明線(xiàn)粒體DNA的COX2 基因中存在明顯的堿基組成偏向性。對(duì)序列進(jìn)行替換飽和性分析后，結(jié)果表明第一、三位堿基替換尚未達(dá)到飽和。 堿基替換中顛換以T-A、C-A最多，其中轉(zhuǎn)換以T-C替換數(shù)目最多。鯉科8種魚(yú)COX2密碼子以A、T結(jié)尾頻率高，第三位是G的的密碼子使用 較少。編碼同一個(gè)氨基酸的不同同義密碼子通常有不同的頻率，說(shuō)明

6、COX2在密碼子 的使用上具有偏向性。利用距離法建出 的 NJT 和 MET 如下(Gymnocypris przewalskii ganzihonensis， Gymnocypris eckloni)， Sinocyclocheilus grahami)， (Yaoshanicus arcus， Nicholsicypris normalis)，(Salmostoma bacaila，(Raiamas guttatus，Aspidoparia morar); 利用簡(jiǎn)約法建出的 MPT 如下：(Raiamas guttatus，Aspidoparia morar)，Salmostoma bac

7、aila)，(Yaoshanicus arcus，Nicholsicypris normalis)，(Gymnocypris przewalskii ganzihonensis， Gymnocypris eckloni)， Sinocyclocheilus grahami) oCOX2作為分子標(biāo)記3種方法所建的系統(tǒng)樹(shù)都完全解析，外群和內(nèi)群的單系 性成立，因此適合作為鯉科魚(yú)類(lèi)亞科及以下分類(lèi)階元的系統(tǒng)發(fā)育分析分子標(biāo)記。關(guān)鍵詞：鯉科；魚(yú)丹亞科；蛋白編碼基因；分子進(jìn)化；系統(tǒng)發(fā)育分析Phylogenetic Analysis of Some Fish of the Cyprinid Subfamily

8、(Danioninae) Based on Mitochondrial COXIIAbstract: Cyprinidae is the biggest family in the Cypriniformes. The fish of Cyprinidae has been the important farmed fish in various countries, most of which are edible and can be used as ornamental fish. Therefore, the systematics study of Cyprinidae has no

9、t only theoretical significance but also practical significance on the utilization of fish resource.8 fish from Cyprinidae are chosen as the experimental object, 5 of which are from Danioninae. The complete mitochondrial gene sequence of the fish have been acquired and downloaded from Genebank. COX2

10、 is chosen as molecular marker that is a kind of protein-encoding gene. The base composition, codon usage frequency, amino acid composition and genetic distance of these sequences have been analyzed via some bio-softwares such as ClustalX 1.83, MEGA 4.1. Phylogenetic signal have been tested through

11、base subsituation saturation analysis. Results show that strong phylogenetic signal exist in these sequences (datasets). We reconstructed the phylogenetic relationships through NJ, ME and MP in MEGA 4.1 for Cyprinidae. Conclusions were showed below:Gene sequence of COX2 of the whole 8 fish show that

12、 COX2 has higher contents in A+T than G+C, we can conclude that COX2 has obvious bias in base composition.After the substitution saturation analysis of datasets, it revealed that replacement of base in the first and third place was not up to the saturation, transversion mainly occurs in T-A and C-A,

13、 transition frequently occurs in T-C.The codon usage is biased in COX2. When the third sites is A or T, the codon has higher usage frequence. Different synonymous codon which encode the same amino acid have different usage frequence.NJT and MET built by distance method are as follows: (Gymnocypris p

14、rzewalskii ganzihonensis, Gymnocypris eckloni), Sinocyclocheilus grahami), (Yaoshanicus arcus, Nicholsicypris normalis), (Salmostoma bacaila, (Raiamas guttatus, Aspidoparia morar). MPT built by parsimony shows: (Raiamas guttatus, Aspidoparia morar), Salmostoma bacaila), (Yaoshanicus arcus, Nicholsic

15、ypris normalis), (Gymnocypris przewalskii ganzihonensis, Gymnocypris eckloni), Sinocyclocheilus grahami).(5) Phylogenetic trees built by 3 building method are analytical completely while COX2 serves as a molecular marker, monophyly was established between ingroup and outgroup, therefore , COX2 is su

16、itable to serve as the molecular marker of subfamily of Cyprinidae and the following taxa in phylogenetic analysis.Keywords： Cyprinidae; Danioninae; Protein-encoding gene; Molecular envolution; Phylogenetic analysis1刖言1.1鯉科簡(jiǎn)介及其系統(tǒng)學(xué)研究現(xiàn)狀鯉科隸屬于輻鰭亞綱(Actinopterygii)鯉形目(Cypriniformes),鯉科魚(yú)類(lèi)是鯉形目中 最大的類(lèi)群1，約有200

17、多屬，2000多種。我國(guó)有鰱、鯉、裂腹魚(yú)、鰍航、鳊、雅羅 魚(yú)、鲴、鳑鲏、鲃、嗣共10個(gè)亞科，共有132屬，532種和亞種。鯉科魚(yú)類(lèi)的觀賞 魚(yú)也是種類(lèi)繁多，大、中、小型魚(yú)都有，約有1600多種，我國(guó)約產(chǎn)370種。本科魚(yú) 類(lèi)全部為淡水魚(yú)，不僅種類(lèi)繁多，其分布也廣泛，為了分類(lèi)學(xué)上的方便，眾多學(xué)者根 據(jù)形態(tài)、骨骼特征或染色體組型將鯉科魚(yú)類(lèi)分為不同的亞科。不過(guò)亞科劃分并沒(méi)有根 據(jù)嚴(yán)格的系統(tǒng)發(fā)育系統(tǒng)學(xué)的理論和方法，對(duì)亞科單系既沒(méi)有用近裔共性加以定義，也 沒(méi)有建立分支系統(tǒng)圖，只是將鯉科中近裔特征明顯的類(lèi)群，而那些特征不甚明顯的類(lèi) 群卻留在了雅羅魚(yú)亞科和魚(yú)丹亞科，亞科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育研究是目前鯉科魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)學(xué) 研

18、究中的難點(diǎn)之一。近年來(lái)，迅速增加的DNA序列分析為亞科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育研究 提供了另一條較為客觀的途徑。因此，鯉科的系統(tǒng)學(xué)研究不僅具有理論意義，而且在 魚(yú)類(lèi)資源的利用上具有現(xiàn)實(shí)意義。1.1.1鯉科的分類(lèi)特征本科魚(yú)外觀體型差異極大。一般為紡錘形或長(zhǎng)形，側(cè)扁或稍側(cè)扁，口由前上頷骨 與下頷骨組成，能伸縮。上下頷皆無(wú)齒，但由最后一對(duì)鰓之腹面特化成1至3行咽頭 齒，每行少于8枚齒，與頭骨腹面的角質(zhì)后墊形成咀嚼構(gòu)造。通常具有1至2對(duì)須或 無(wú)須。背鰭1枚，其前部有2至4根不分枝鰭條，腹鰭腹位，尾鰭叉形或深叉形。體 被圓鱗，少數(shù)種類(lèi)鱗片變小或退化。腹鰭基部一般均具有狹長(zhǎng)腋鱗2。1.1.2鯉科的分類(lèi)系統(tǒng)由于巨大的

19、物種數(shù)量，要為鯉科魚(yú)類(lèi)建立一個(gè)完整的系統(tǒng)發(fā)育系統(tǒng)是非常困難 的。鯉科魚(yú)類(lèi)的分類(lèi)自從1817年Cuvier建立以來(lái)就不斷地得到了修訂和重排。 Bonaparte， Bleeker和Gunther從中辨識(shí)出許多亞類(lèi)群?；诤毜姆植夹螒B(tài)類(lèi)型和神 經(jīng)分布，Howes把鯉科分為鯉亞科、嗣亞科、波魚(yú)亞科(沒(méi)有或偶然具有胡須)、雅羅 魚(yú)亞科、鳑鲏亞科、鲌亞科和Alburninae亞科。目前這一觀點(diǎn)很流行。但基于形態(tài)學(xué) 特征的系統(tǒng)發(fā)育研究?jī)H見(jiàn)陳湘券等人的工作，他們把鯉科分為10個(gè)亞科并分為兩個(gè) 支 系： 雅 羅魚(yú) 系(Leuciscini) (Acheilognathinae, Gobioninae) (X

20、enocyprinae, Cultrinae)Leuciscinae)Danionina)和鲃巴系(Barbini): (Tincinae (Labeoninae (Cyprininae, Barbinae)，并將鰍航亞科和裂腹魚(yú)亞科分別歸入嗣亞科和鲃亞科。鯉科魚(yú)類(lèi)物種數(shù) 目眾多，分布范圍廣，外部形態(tài)差異非常顯著，這都使得鯉科魚(yú)類(lèi)的分類(lèi)學(xué)研究比較 困難，對(duì)其進(jìn)行分支分析也是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。基于形態(tài)學(xué)或解剖學(xué)性狀，分 類(lèi)學(xué)家們識(shí)別出了數(shù)目不同的亞科，但對(duì)亞科間的系統(tǒng)關(guān)系缺乏了解，還需要進(jìn)一步 研究。鯉科的分類(lèi)系統(tǒng)基本上基于形態(tài)學(xué)研究，因而缺乏一個(gè)完整的系統(tǒng)發(fā)育框架。由 于取樣上的制約，近來(lái)

21、的分子系統(tǒng)學(xué)研究對(duì)鯉科分類(lèi)系統(tǒng)所做的修訂也十分有限。鯉 科系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和分類(lèi)學(xué)中的一些關(guān)鍵問(wèn)題仍需進(jìn)一步澄清。首先，鯉科中大多數(shù)已 命名亞科的單系性并沒(méi)有得到分子或形態(tài)證據(jù)的證實(shí)。對(duì)于形態(tài)學(xué)研究識(shí)別的一些亞 科，如波魚(yú)亞科和雅羅魚(yú)亞科，它們的單系性沒(méi)有得到分子證據(jù)的支持。其次，以前 的研究在鯉科中波魚(yú)亞科、丁讖亞科和亞科的系統(tǒng)位置問(wèn)題上沒(méi)能取得一致。而近 來(lái)的分子分析中，因?yàn)橄鄳?yīng)節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)支持率偏低，鯉科亞科間的關(guān)系也沒(méi)有得 以解決。再次，盡管鯉科的二分支分類(lèi)，即雅羅魚(yú)系和鯉系(或鲃系)已廣為接受，但 這兩個(gè)分支內(nèi)部的高階元類(lèi)群間的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究囹。為了合理利用漁業(yè)資源和擴(kuò)大養(yǎng)殖品種

22、以進(jìn)一步發(fā)展生產(chǎn)，一些生產(chǎn)、科研及大 專(zhuān)院校相繼開(kāi)展了對(duì)淡水魚(yú)類(lèi)資源的調(diào)查、引種馴化、雜交育種等工作。在這些工作 中，正確鑒定魚(yú)類(lèi)的種名和統(tǒng)一使用魚(yú)類(lèi)的名稱(chēng)非常重要。鯉科魚(yú)類(lèi)在我國(guó)的分布很 廣，種類(lèi)最多，經(jīng)濟(jì)意義也較大，常規(guī)魚(yú)類(lèi)分類(lèi)法的工作量大，判定過(guò)程也十分復(fù)雜。 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)科技學(xué)院采用Turbo PROLOG語(yǔ)言，研究并設(shè)計(jì)出中國(guó)鯉科魚(yú)類(lèi)的 分類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)，并完成了該系統(tǒng)中知識(shí)庫(kù)的表達(dá)及推理機(jī)的設(shè)計(jì)工作。中國(guó)鯉科魚(yú)類(lèi) 有12個(gè)亞科、122個(gè)屬、451個(gè)種或亞種。其主要分類(lèi)判別樹(shù)為：鯉科1雅羅魚(yú)亞科鯉亞科鯉亞科1掰亞科野凝亞科巖S 屬中鯉亞屬I(mǎi)威屬欽小蠢.華矗I軻鯉1.1.3研究現(xiàn)狀1.

23、1.3.1鯉科魚(yú)分類(lèi)研究回顧對(duì)于鯉科的分類(lèi)，早期是根據(jù)其形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)。但傳統(tǒng)的依據(jù)形態(tài)特征推論 系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系事實(shí)上有一定的局限性，其中一個(gè)明顯弊端就是很難排除可能受到趨同 適應(yīng)的干擾。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已有一些學(xué)者從細(xì)胞、蛋白質(zhì)分子水平、分子直接測(cè)序 研究鯉科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。朱元鼎1932年在美國(guó)進(jìn)修期間，就著手用比較解剖學(xué)的方法，對(duì)鯉科分類(lèi)進(jìn)行 深入研究。1935年他的博士論文中國(guó)鯉科魚(yú)類(lèi)之鱗片、咽骨與牙齒的比較研究 發(fā)表后，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界廣泛重視。他在這篇論文中，深入地研究了中國(guó)鯉科魚(yú) 類(lèi)鱗片、咽骨和牙齒的構(gòu)造，探討了這些構(gòu)造在系統(tǒng)分類(lèi)中的價(jià)值，以及形態(tài)變化和 魚(yú)類(lèi)演化的關(guān)系，從而

24、提出了中國(guó)鯉科魚(yú)類(lèi)分類(lèi)系統(tǒng)的意見(jiàn)，并發(fā)現(xiàn)了7個(gè)鯉科魚(yú)類(lèi) 的新屬。為開(kāi)拓魚(yú)類(lèi)分類(lèi)學(xué)研究領(lǐng)域與魚(yú)類(lèi)分類(lèi)的新途徑作出了貢獻(xiàn)。該論文所具的 獨(dú)創(chuàng)性的見(jiàn)解，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛重視。當(dāng)時(shí)，日本的魚(yú)類(lèi)學(xué)學(xué)者用“元鼎骨” 指稱(chēng)鯉科魚(yú)類(lèi)的咽骨。至今該論文仍是國(guó)內(nèi)外研究鯉科魚(yú)類(lèi)必不可少的重要參考文 獻(xiàn)。魚(yú)類(lèi)分類(lèi)學(xué)的發(fā)展，從外部形態(tài)特征區(qū)分，逐步深入到內(nèi)部解剖特征的區(qū)分。朱 元鼎將他精湛的比較解剖學(xué)的造詣，運(yùn)用在魚(yú)類(lèi)分類(lèi)學(xué)的研究上，從而發(fā)現(xiàn)了大量新 種、新屬、新亞科，提出和建立了有關(guān)魚(yú)類(lèi)新的分類(lèi)系統(tǒng)，并在魚(yú)類(lèi)的演化和系統(tǒng)發(fā) 育方面，屢樹(shù)創(chuàng)見(jiàn)。王緒楨等對(duì)異鰭的骨骼形態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的描述并與鰓亞科及姻亞科代表種的 骨

25、骼特征進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示異姻與鰓亞科魚(yú)類(lèi)在骨骼學(xué)性狀上缺乏共同特征，一 系列的離征卻表明它與現(xiàn)生姻亞科魚(yú)類(lèi)緊密相關(guān)。這些離征包括：咽骨形態(tài)獨(dú)特，前 臂略長(zhǎng)或與后臂等長(zhǎng)；下咽齒側(cè)扁，有明顯的咀嚼面；基枕骨具有向下彎曲的基枕骨 突，咽突面發(fā)達(dá)，橢圓形且向前突出；穿行于基枕骨的背大動(dòng)脈通道接近咽突長(zhǎng)；副 蝶骨具有發(fā)達(dá)的龍骨突；前上領(lǐng)骨短寬，下邊緣為軟骨；上領(lǐng)骨外側(cè)具突起；齒骨前 背緣有外側(cè)角等。異繃之置于鰓亞科僅依據(jù)他們?cè)趪艄窍档男螒B(tài)及排列上的相似 性，而它和姻亞科魚(yú)類(lèi)具有的一些共同離征表明它們可以形成姐妹群。因此，異姻屬 在鯉科中的分類(lèi)位置應(yīng)該更加接近繃亞科。桂建芳8等人從細(xì)胞學(xué)的角度，通過(guò)鯉

26、科雅羅魚(yú)亞科7屬7種魚(yú)的核型分析，以 及與其他有關(guān)鯉科魚(yú)類(lèi)核到的比較，對(duì)它們的染色休進(jìn)化方式，和與此有關(guān)的鯉科魚(yú) 類(lèi)的系統(tǒng)關(guān)系也進(jìn)行了初步探討，根據(jù)他們分析的結(jié)果，同一亞科的草魚(yú)和赤眼鰭的 核型有較多的相似之處，青魚(yú)的核型與它們的也相接近，而鳊亞科、鲴亞科和鰱亞科6魚(yú)類(lèi)的核型卻亦具有和它們類(lèi)似的特點(diǎn)，如：(1)染色體二倍數(shù)都是48； (2)具有較 多的中部和亞中部著絲點(diǎn)染色體，NF相對(duì)地較高；(3)存在一對(duì)明顯最大的染色體。 這些共同的核型特征是目前已有核型報(bào)道的鯉科魚(yú)中，另外一些類(lèi)群所不具有的。同 時(shí)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蛛魚(yú)、撼魚(yú)和鰭魚(yú)等雅羅魚(yú)亞科魚(yú)類(lèi)的染色體組型也與此不 同。根據(jù)上述的比較

27、分析，他們認(rèn)為，與鯉科魚(yú)中其他一些類(lèi)群相比，鳊亞科、鲴亞 科和鰱亞科魚(yú)類(lèi)與雅羅魚(yú)亞科中的青魚(yú)、草魚(yú)和赤眼鱒等魚(yú)類(lèi)具有較近的親緣關(guān)系， 它們可能屬于同一進(jìn)化分支。這跟前人關(guān)于鳊、鲴二亞科由鲃亞科魚(yú)類(lèi)進(jìn)化而來(lái)的看 法是矛盾的，這一問(wèn)題值得進(jìn)一步研究。何舜平9 采用 DNA 隨機(jī)擴(kuò)增分析(Random Applified Polym ophic DNA,即 RAPD) 探討稀有嗣鯽的系統(tǒng)分類(lèi)位置，他采用20個(gè)隨機(jī)引物，對(duì)五種鯉科魚(yú)類(lèi),即稀有嗣鯽、 中華細(xì)鯽、麥穗魚(yú)、唐魚(yú)和草魚(yú)的基因組進(jìn)行了 RAPD，研究結(jié)果表明在所研究的物 種中，稀有嗣鯽與中華細(xì)卿和唐魚(yú)有更近的親緣關(guān)系。RAPD技術(shù)即隨機(jī)擴(kuò)增的多

28、態(tài) 性DNA技術(shù)，是建立在PCR技術(shù)基礎(chǔ)上的一種檢測(cè)基因組DNA多態(tài)性的方法其基本 原理是PCR聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，引物是單個(gè)隨機(jī)的寡核昔酸單鏈如果基因組在被PCR擴(kuò) 增區(qū)域曾發(fā)生過(guò)DNA片段的插人、缺失或堿基對(duì)的突變，就可能導(dǎo)致這些特定結(jié)合 位點(diǎn)的分布，發(fā)生相應(yīng)的變化或者擴(kuò)增區(qū)段長(zhǎng)度發(fā)生變化，因而使PCR產(chǎn)物增加缺少 或發(fā)生分子量的改變這種DNA的多態(tài)性可作為系統(tǒng)發(fā)育的表征。RAPD被較多的作者 用來(lái)進(jìn)行不同分類(lèi)單元的遺傳距離系統(tǒng)分類(lèi)和系統(tǒng)發(fā)育研究從RAPD研究果的UPGMA聚類(lèi)分析可以看出，稀有鮑鯉與中華細(xì)卿首先聚在一起，而后草魚(yú)與麥穗魚(yú) 聚在一起，然后稀有嗣鯽和中華細(xì)鯽與唐魚(yú)聚在一起；最后草

29、魚(yú)+麥穗魚(yú)才和稀有嗣 鯽+中華細(xì)鯽+唐魚(yú)相聚。該分析結(jié)果與陳湘舞鯉科宗系發(fā)生基本一致，從而可以認(rèn) 為稀有鮑鯉與唐魚(yú)、中華細(xì)鯽等魚(yú)丹亞科魚(yú)類(lèi)有更近的親緣關(guān)系。何舜平10采用PCR技術(shù)獲得了 14種主要分布于東亞的低等鯉科魚(yú)類(lèi)細(xì)胞色素b基 因的全序列。所得1140bp細(xì)胞色素b基因序列與10種取自GenBank，分布在北美和歐 洲的相關(guān)鯉科魚(yú)類(lèi)的同一基因序列一起排序后，得到了 24種鯉科魚(yú)類(lèi)的DNA序列矩 陣。此矩陣經(jīng)過(guò)最大似然(maximum likehhood)法計(jì)算后獲得了低等鯉科及相關(guān)種類(lèi)的 系統(tǒng)發(fā)育分支圖解。分支系統(tǒng)圖顯示鯉科的雅羅魚(yú)亞科和魚(yú)丹亞科魚(yú)類(lèi)并不形成單系 類(lèi)群，魚(yú)丹亞科魚(yú)類(lèi)中的

30、馬口魚(yú)、魚(yú)鼠等是原始的鯉科魚(yú)類(lèi)，處于分支圖的基部。而 其余的魚(yú)丹亞科魚(yú)類(lèi)則分散分布于不同的類(lèi)群中。細(xì)鯽、瑤山鯉形成一個(gè)單元群。唐 魚(yú)、稀有鯽與嗣屬有較近的親緣關(guān)系。魚(yú)丹屬與魚(yú)丹亞科其余種類(lèi)毫不相干。雅羅魚(yú) 亞科分為兩個(gè)互不相十的單系群。北美、西伯利亞和歐洲的雅羅魚(yú)，雅羅魚(yú)屬 (Leuciscus)，擬鯉屬(Rutilus)，魚(yú)歲屬(Phoxinus)，N.crysole， OPeopoeodus emilae有較 近的親緣關(guān)系，而分布于中國(guó)南部的雅羅魚(yú)如青魚(yú)、草魚(yú)、赤眼縛和蟾魚(yú)等有共同的 起源。1.1.3.2系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展分子系統(tǒng)學(xué)研究就是在一系列分子實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與結(jié)合的基礎(chǔ)上 誕

31、生的。20世紀(jì)70年代由于限制性?xún)?nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)，DNA快速測(cè)序方法的發(fā)明、分 子生物學(xué)及其技術(shù)以迅猛的速度發(fā)展。80年代PCR技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展加速了分子生 物學(xué)在生物學(xué)各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。之后，人們采用分子生物學(xué)技術(shù)，以DNA為材料， 通過(guò)隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA(RAPD)技術(shù)和限制性片段多態(tài)性(RFLP)技術(shù)以及對(duì)srRNA， COI，12SrRNA，16SrRNA，nad5, cytb等序列的測(cè)定，來(lái)進(jìn)行鯉科分類(lèi)學(xué)的研究。 在鯉科魚(yú)類(lèi)分子系統(tǒng)學(xué)研究中，線(xiàn)粒體基因組的應(yīng)用非常廣泛。它是目前研究鯉科魚(yú) 類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育、種群遺傳變異和分化以及難以用外部形態(tài)特征來(lái)區(qū)分的近緣種和種下分 類(lèi)單元鑒定等應(yīng)用最為廣泛

32、的遺傳物質(zhì)之一 11。1.2線(xiàn)粒體基因組(mtDNA)1.2.1魚(yú)類(lèi)線(xiàn)粒體基因組的結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)從已報(bào)道的161種魚(yú)類(lèi)mtDNA的全序列可知，魚(yú)類(lèi) mtDNA分子大小范圍在 15561-18705bp之間，魚(yú)類(lèi)線(xiàn)粒體DNA(Mitochondrial DNA, mtDNA)同其他脊椎動(dòng)物的 mtDNA 一樣，呈共價(jià)閉合環(huán)狀，包括一條重鏈，一條輕鏈，是細(xì)胞核外具自主復(fù)制、 轉(zhuǎn)錄和翻譯能力的遺傳因子。與核DNA相比，魚(yú)類(lèi)mtDNA具有分子小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 進(jìn)化速度快、不同區(qū)域進(jìn)化速度存在差異等特點(diǎn)，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的復(fù)制單位。正是 由于魚(yú)類(lèi)mtDNA具有這些特點(diǎn)，使其成為魚(yú)類(lèi)進(jìn)化遺傳學(xué)、分子生態(tài)學(xué)、遺

33、傳多樣 性及其保護(hù)生物學(xué)等研究的重要標(biāo)記。隨著分子生物學(xué)技術(shù)向生物學(xué)各研究領(lǐng)域的滲 透，以mtDNA作為分子標(biāo)記，已成為魚(yú)類(lèi)群體遺傳結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)演化關(guān)系研究中的重 要工具。當(dāng)前，對(duì)魚(yú)類(lèi)mtDNA研究的熱點(diǎn)包括mtDNA的信息、結(jié)構(gòu)和功能遺傳， mtDNA在系統(tǒng)進(jìn)化中的應(yīng)用，mtDNA在起源進(jìn)化及群體遺傳分化中的應(yīng)用，不同生 物mtDNA的進(jìn)化等12。1.2.2線(xiàn)粒體DNA序列分析在鯉科系統(tǒng)學(xué)研究的應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)育分析是系統(tǒng)學(xué)研究的熱點(diǎn)，分子系統(tǒng)發(fā)育研究采用的數(shù)據(jù)通常是DNA 序列，線(xiàn)粒體DNA序列是目前研究鯉科系統(tǒng)發(fā)育、種群遺傳變異和分化，以及難以 用外部形態(tài)特征來(lái)區(qū)別的近緣種、種下分類(lèi)單元鑒定等中

34、應(yīng)用最為廣泛的遺傳物質(zhì)之 一。通過(guò)對(duì)包含有不同遺傳信息的DNA序列的研究，可以對(duì)形態(tài)分類(lèi)不能解決的類(lèi) 群的系統(tǒng)關(guān)系進(jìn)行分析和探討，還可對(duì)傳統(tǒng)的分類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。其中SimonsU%等人 和GillesM 等人用細(xì)胞色素b和12SrRNA、16SrRNA基因序列對(duì)北美和歐洲的鯉科魚(yú) 類(lèi)，何舜平等人用RAPD對(duì)東亞鯉科魚(yú)類(lèi)進(jìn)行了一系列研究。細(xì)胞色素b基因已大量 地應(yīng)用到各類(lèi)生物的系統(tǒng)發(fā)育中，有許多成功的經(jīng)驗(yàn)和可供比較的序列，運(yùn)用細(xì)胞色 素b基因序列變異來(lái)探討東亞低等鯉科，主要是魚(yú)丹亞科和雅羅魚(yú)亞科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā) 育問(wèn)題。1.2.3線(xiàn)粒體蛋白編碼基因的特點(diǎn)魚(yú)類(lèi)mtDNA主要包括37個(gè)編碼基因(13個(gè)疏水蛋白基因、2個(gè)rRNA基因