基于COI和12S rRNA的蛩螽亚科分子进化研究

论文摘要

蛩螽亚科Meconematinae,是直翅目Orthoptera螽斯科Tettigoniidae一个较大的类群,全世界已记录78属550余种。目前对于蛩螽亚科系统发育方面的研究未见报道。本研究基于线粒体COI和12S rRNA基因部分序列对中国蛩螽亚科系统发育关系进行了初步研究。主要结果如下:1.采用PCR产物直接测序法,获得了中国蛩螽亚科10属24种的线粒体COI基因和9属18种的线粒体12S rRNA基因部分序列。2.蛩螽亚科昆虫线粒体COI和12S rRNA基因序列的碱基组成具有明显的A+T偏向性,其A+T碱基平均含量分别为63.0%和72.9%。多重序列比对后,获得的线粒体COI数据集序列长度为610bp,其中,保守位点385个,占核苷酸总数的63.1%,变异位点225个,占核苷酸总数的36.9%,简约信号位点202个,占核苷酸总数的33.1%;12S rRNA数据集序列长度为611bp,其中,保守位点429个,占核苷酸总数的70.2%,变异位点178个,占核苷酸总数的29.8%,简约信号位点131个,占核苷酸总数的21.4%。3.COI数据集的转换/颠换值平均为1.18,12S rRNA数据集的转换/颠换值平均为1.42,转换大于颠换。碱基替代饱和性分析表明碱基替代没有饱和,可用于系统发育分析。4.采用邻接法（NJ）、最大简约法（MP）和最大似然法（ML）,基于COI数据集、12S rRNA数据集和COI&12S rRNA联合数据集分别进行系统发育分析。综合系统发育树,得出以下初步结论:1)在种级阶元,COI基因能够用于蛩螽的分子鉴定,结果显示在贺氏东栖螽Xizicus（Eoxizicus）howardi中可能存在隐种。2)在属级阶元,异剑螽属、栖螽属东栖螽亚属和涤螽属形态分类观点一致,其它属（亚属）的单系性未得支持。3)栖螽属与副栖螽属间亲缘关系近;库螽属、异剑螽属和畸螽属三属间亲缘关系较近。4)三岛螽属、赢螽属和畸螽属在蛩螽亚科中较为原始,栖螽属较为进化。5)蛩螽亚科的短翅类群和长翅类群单系性未得到支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1 蛩螽亚科研究概况
• 1.1 蛩螽亚科简介
• 1.2 蛩螽亚科分类研究概况
• 1.2.1 世界蛩螽亚科分类研究概况
• 1.2.2 中国蛩螽亚科分类研究概况
• 2 分子系统学研究概况
• 2.1 分子系统学
• 2.2 DNA测序技术发展
• 2.3 基于DNA序列数据的系统发育研究方法
• 2.3.1 mtDNA在分子系统学研究中的应用
• 2.3.2 系统发育关系重建
• 3 螽斯科分子系统学研究进展
• 4 本项研究的目的和意义
• 第2章 材料和方法
• 1 材料
• 1.1 标本
• 1.2 仪器
• 1.3 试剂
• 1.4 生物信息学软件
• 2 实验方法
• 2.1 基因组总DNA提取
• 2.1.1 提取方法
• 2.1.2 基因组总DNA的检测（琼脂糖凝胶电泳法检测）
• 2.2 PCR扩增目的基因片段
• 2.2.1 引物设计
• 2.2.2 PCR扩增体系
• 2.2.3 PCR扩增反应程序
• 2.2.4 PCR扩增产物纯化与检测
• 3 实验数据处理和分析
• 3.1 序列拼接与校对
• 3.2 Blast检索
• 3.3 序列比对
• 3.4 目的基因序列的序列组成分析
• 3.5 基因序列系统发育信号检测
• 3.6 系统发育树的建立
• 第3章 结果与讨论
• 1 总DNA提取与目的基因的PCR扩增及测序
• 1.1 总DNA提取结果
• 1.2 PCR扩增产物检侧结果
• 2 COI基因序列分析
• 2.1 COI基因序列组成及变异
• 2.2 COI基因遗传距离分析
• 2.3 COI序列碱基替换饱和性分析
• 2.4 系统发育分析
• 2.4.1 最大简约法（MP）
• 2.4.2 邻接法（NJ）
• 2.4.3 最大似然法（ML）
• 2.4.4 讨论
• 3 蛩螽亚科部分种类12S rRNA基因序列分析
• 3.1 12S rRNA基因序列组成及变异
• 3.2 12S rRNA基因遗传距离分析
• 3.3 序列碱基替换饱和性分析
• 3.4 系统发育分析
• 3.4.1 最大简约法（MP）
• 3.4.2 邻接法（NJ）
• 3.4.3 最大似然法（ML）
• 3.4.4 分析和讨论
• 4 COI&12S rRNA基因序列联合分析
• 4.1 COI&12S rRNA基因序列联合组成及变异
• 4.2 COI&12S rRNA基因联合序列遗传距离分析
• 4.3 序列碱基替换饱和性分析
• 4.4 系统发育分析
• 4.4.1 最大简约法（MP）
• 4.4.2 邻接法（NJ）
• 4.4.3 最大似然法（ML）
• 4.4.4 讨论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文
• 附录