雙殼貝類(lèi)dna分類(lèi)貽貝科和牡蠣科dna條形碼及櫛江珧隱存種研究

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1、中國(guó)海洋大學(xué)博士學(xué)位論文雙殼貝類(lèi)DNA分類(lèi)：貽貝科和牡蠣科DNA條形碼及櫛江珧隱存種研究姓名：劉君申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：水生生物學(xué)指導(dǎo)教師：李琪20120602雙殼貝類(lèi)DNA分類(lèi)：貽貝科和牡蠣科蜊A條形碼及櫛江珧隱存種研究雙殼貝類(lèi)DNA分類(lèi)：貽貝科和牡蠣科DNA條形碼及櫛江珧隱存種研究摘要如何準(zhǔn)確地界定種和鑒定種對(duì)生物學(xué)家們來(lái)講仍然是個(gè)難題。盡管已經(jīng)提出許多界定種的方法，尤其是基于DNA的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在很大困難。近年來(lái)提出的DNA條形碼技術(shù)由于能快速鑒別大量樣品而迅速成為生物多樣性研究的熱點(diǎn)，但

2、是其作為種界定工具的有效性卻備受質(zhì)疑。相反，基于多種不同來(lái)源標(biāo)記的整合性種界定方法正逐漸成為種界定的有力工具。海洋雙殼貝類(lèi)雖然是海洋中一個(gè)多樣性極豐富的門(mén)類(lèi)，但由于多數(shù)種類(lèi)研究不足以及研究手段的限制，其多樣性很可能被低估。本論文中，我們驗(yàn)證了DNA條形碼技術(shù)在兩種雙殼貝類(lèi)(貽貝科和牡蠣科)種類(lèi)鑒定中的應(yīng)用，以及整合性分類(lèi)方法在海洋隱存種(櫛江珧)發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用，為研究海洋物種分類(lèi)、多樣性保護(hù)和演化等問(wèn)題提供借鑒。1．基于線(xiàn)粒體COI的貽貝科DNA條形碼的研究本研究首次驗(yàn)證了DNA條形碼技術(shù)在貽貝科中的應(yīng)用性。通

3、過(guò)線(xiàn)粒體COI(mtC01)和16SrDINA片段對(duì)貽貝科11種52個(gè)樣品進(jìn)行DNA條形碼分析。通過(guò)構(gòu)建mtCOI和16SrDNA懟P鄰接樹(shù)，發(fā)現(xiàn)基本上所有種均可形成各自獨(dú)立的單系。種內(nèi)和種間K2P(鼬mum弩2-pa均meter)遺傳距離計(jì)算結(jié)果顯示，除個(gè)別種和傘體外r其種間距離一般高達(dá)20％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其種內(nèi)遺傳差異。同時(shí)在紫貽貝、凸殼肌蛤和曲線(xiàn)索貽貝中檢測(cè)到線(xiàn)粒體異質(zhì)性現(xiàn)象。結(jié)果說(shuō)明，基于mtCOI的DNA條形碼技術(shù)在貽貝科物種的鑒定中具有可行性：然而由于線(xiàn)粒體雙單親遺傳模式和線(xiàn)粒體異質(zhì)性現(xiàn)象的存在，

4、應(yīng)用DNA條形碼進(jìn)行貽貝科種類(lèi)鑒定時(shí)要分外謹(jǐn)慎。2．基于系統(tǒng)發(fā)生和距離法的牡蠣科DNA條形碼研究牡蠣科牡蠣是一類(lèi)形態(tài)極多變而且分布較廣泛的生物類(lèi)群，其分類(lèi)和發(fā)生關(guān)系長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著分類(lèi)學(xué)家和系統(tǒng)發(fā)生學(xué)家。本研究首次利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)的DNA序列(mtCOI和16SrDNA)，通過(guò)基于距離法的DNA條形碼技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)生方法，對(duì)牡蠣雙殼貝類(lèi)o№≮扮關(guān)-貽貝科和牡蠣冪卜￡)N備條形碼及櫛汪珧隱存種研究科種類(lèi)進(jìn)行了鑒定分析。首先利用系統(tǒng)發(fā)生分析重構(gòu)牡蠣科兩種線(xiàn)粒體基因的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，其次計(jì)算各種類(lèi)種內(nèi)和種間K2P遺傳分

5、化距離。通過(guò)系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系的重建，發(fā)現(xiàn)所有種類(lèi)(包括近緣種在內(nèi))在兩種基因發(fā)生樹(shù)上均可以形成分化明顯的支系。16SrDNA種內(nèi)變異與種間分化有所重疊。但是mtCOI基因的種內(nèi)平均種內(nèi)距離僅為O．1．4％(最大2．2％)，平均種間距離則為2．6．32．2％(最小為2．2％)，表明雖然距離差距較小，但是條形碼間隙(barcodingg印)仍然是存在的。分析結(jié)果證實(shí)了DNA條形碼和系統(tǒng)發(fā)生方法在牡蠣種類(lèi)鑒定中的有效性。3．基于多重標(biāo)記分析的櫛江珧隱存多樣性和雜交研究越來(lái)越多的研究通過(guò)結(jié)合多種數(shù)據(jù)類(lèi)型(例如，mtDlN

6、A、核基因和形態(tài))的分析方法在海洋中發(fā)現(xiàn)了隱存種韻存在。對(duì)這些隱存種的闡釋增加了我們對(duì)海洋物種多樣性和演化歷史的認(rèn)識(shí)。櫛江珧(彳護(hù)切口nc砌口砌)具有多變的外部形態(tài)，因此被認(rèn)為可能存在隱存種。本研究利用mtCOI、核ITS(mITS)基因以及形態(tài)特征標(biāo)記對(duì)采自中國(guó)沿海的16個(gè)及日本沿海的1個(gè)櫛江珧群體進(jìn)行分析，探討隱存種的存在以及隱存種之間是否曾經(jīng)發(fā)生過(guò)雜交。功叮A條形碼基因mtCOI系統(tǒng)發(fā)生分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)了6個(gè)分化明顯的線(xiàn)粒體支系，支系內(nèi)變異僅為0．4．0．8％，而支系間分化則達(dá)4．3．22．O％，說(shuō)明可能為

7、6個(gè)隱存種。通過(guò)mTS系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系重建發(fā)現(xiàn)了5個(gè)分化顯著的支系，支系問(wèn)遺傳距離為3．7．30．3％。這5個(gè)核基因演化支系分別與線(xiàn)粒體支系1．4和(5+6)基本相對(duì)應(yīng)，證明了5個(gè)獨(dú)特的演化支系的存在。同時(shí)發(fā)現(xiàn)單個(gè)個(gè)體中存在分化明顯的多個(gè)nrITS序列，清楚地表明這些演化支系間在不遠(yuǎn)的過(guò)去曾經(jīng)發(fā)生過(guò)雜交，這也是造成核基因和線(xiàn)粒體基因分析結(jié)果不完全一致的一個(gè)原因。形態(tài)上發(fā)現(xiàn)5種形態(tài)類(lèi)型，雖然中間形態(tài)的存在模糊了形態(tài)類(lèi)型間的清晰晃限，但是這5個(gè)形態(tài)類(lèi)型基本上與5個(gè)演化支系一一相對(duì)應(yīng)。本研究結(jié)果證明了應(yīng)用多種標(biāo)記綜合分

8、析方法在隱存多樣性及演化歷史研究中的重要性。關(guān)鍵詞：DNA條形碼，整合性分類(lèi)，隱存種，種界定，海洋雙殼貝類(lèi)，櫛江珧雙殼貝類(lèi)DNA分類(lèi)：貽貝科和牡蠣科DNA條形碼及櫛江珧隱存種研究DNAtaxonomyinma—nebiValVes：DNAbarcodiIlginMytiKdaeandOst心idae’andc聊ticdive瑋i姆in恤epensheⅡ彳砌口Abstl翟ctAccuratespeci