海南坡鹿线粒体基因组特征及在鹿科动物系统演化过程中的地位

论文摘要

本研究利用长PCR技术从海南坡鹿（Cervus eldii）基因组DNA中扩增出三条彼此重叠,并且覆盖整个线粒体基因组的大片段,然后经过PCR产物克隆后测序得到完整的坡鹿线粒体基因组。海南坡鹿的线粒体基因组主要有如下特征：线粒体基因组全长16357bp,包含22个tRNA,2个rRNA,13个蛋白编码基因和个控制区。重链的碱基组成为：腺嘌呤（A,33.2%）,胞嘧啶（C,24.7%）,鸟嘌呤（G,13.5%）,胸腺嘧啶（T,28.6%）,A+T含量大于C+G含量,说明重链具有碱基偏倚性。坡鹿和梅花鹿偏向于使用第三位是A和C的密码子,而本研究中的其他四种鹿类偏向于使用第三位是A和T的密码子,第三位是G的密码子使用最少。坡鹿的13个蛋白编码基因的Ka/Ks值都显著小于1,说明蛋白编码基因在长期的进化过程中非常保守。但是各基因的Ka/Ks值又各不相同,但以COX家族的Ka/Ks值最小,尤其是CO1基因,说明COX家族的基因进化过程中最为保守。ATP8基因的Ka/Ks值最大,是进化过程中最不保守的基因。除了ND2, ND3和ND5基因以ATA为起始密码子外,其他蛋白编码基因以ATG作为起始密码子。最为常用的终止密码子是TAA, ND2基因以TAG作为终止密码子,COB基因以AGA为终止密码子,另外ATP6, ND3和ND4基因的终止密码子是不完全密码子T,CO3基因的终止密码子是不完全密码子TA。本研究利用重链上的12个蛋白编码基因探讨了鹿科动物的系统演化关系,最大似然法和贝叶斯方法把鹿科动物分成两个单系群,即plesiometacarpal（鹿亚科+麂亚科）和telemetacarpal（美洲鹿亚科+獐亚科）。所有分子数据均支持坡鹿在鹿属中的基础位置,并且肯定了马鹿和梅花鹿各自的单起源。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 动物线粒体基因组概述及鹿科动物的系统演化研究现状
• 1.1 动物线粒体基因组的基本特征
• 1.1.1 动物线粒体基因组的大小
• 1.1.2 动物线粒体基因组的基因组成
• 1.1.3 动物线粒体基因组的蛋白编码基因的特点
• 1.1.4 蛋白编码基因密码子的特点
• 1.1.5 tRNA基因
• 1.1.6 rRNA基因
• 1.1.7 非编码区
• 1.2 线粒体DNA在分子系统学上的应用
• 1.3 分子系统进化树的构建方法
• 1.3.1 距离法（distance method）
• 1.3.2 最大简约法（maximum parsimonious,MP）
• 1.3.3 最大似然法（maximum likehood,ML）
• 1.3.4 贝叶斯法（Bayesian Inference,BI）
• 1.4 动物线粒体基因组全序列测定方法
• 1.5 鹿科动物的系统演化研究现状
• 1.6 鹿科动物在中国的分布
• 1.7 本研究的意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 样本的采集
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 主要试剂及溶液配制
• 2.1.4 基因组DNA的提取
• 2.1.5 引物设计和PCR扩增
• 2.1.6 PCR产物回收纯化、克隆和测序
• 2.1.7 测序结果的拼接和分析
• 2.1.8 分子进化树的构建
• 第三章 实验结果
• 3.1 实验结果
• 第四章 海南坡鹿线粒体的结构及各基因分析
• 4.1 基因组的基本结构特征及碱基组成
• 4.2 蛋白编码基因
• 4.3 密码子使用分析
• 4.4 适应性进化分析
• 4.5 rRNA和tRNA
• 4.6 非编码区
• 第五章 系统演化分析结果
• 5.1 分子进化树
• 第六章 讨论
• 6.1 线粒体基因组的结构
• 6.2 蛋白编码基因的比较
• 6.3 rRNA的结构分析
• 6.4 分子系统演化分析
• 6.5 小结
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表