部分雀形目鸟类的CoⅠ和Cytb基因序列测定及其系统发育研究

论文摘要

雀形目(Passeriformes);是现存鸟类中种类最多、适应辐射最广的类群,其系统发育关系一直存有争议。已有学者采用采用线粒体DNA等分子标记对部分雀形目鸟类的分子系统发育关系进行了一些探讨,但种类有限。本文通过PCR扩增、直接测序或克隆测序,对来自四川地区的部分雀形目鸟类的线粒体DNA细胞色素b基因全序列(1143 bp)和CoⅠ基因部分序列(1176 bp)的组成特点及其系统发育关系进行了比较分析,尤其针对分类地位上目前还存在争议的鸫亚科、画眉亚科鸟类,分别以树麻雀(Passer montanus)、荒漠伯劳(Lanius isabellinus)和灰树鹊(Dendrocitta formosae)为外群构建它们的系统发生树,深入探讨了这两个亚科鸟类的系统发育关系及其分类地位。主要结果如下：1)获得了69种雀形目鸟类的Cytb基因全序列和CoⅠ基因部分序列,联合数据集序列长度为2319 bp,共有变异位点1000个,占总位点数的43.1%；简约信息位点923个,占变异位点数的92.3%；T、C、A、G碱基的平均含量分别为24.8%、32.2%、27.6%、15.4%。2)Sibley & Ahlquist分类系统中雀小目(Corvida)的莺总科(Sylvioidea)、鹟总科(Muscicapoidea)和雀总科(Pasesoridea)三个类群,以及鸦小目(Passerida)的鸦总科(Corvoidea),在本文中得到进一步验证,但莺总科为非单系类群。山雀属(Parus)为一单独类群；长尾山雀类与莺亚科鸟类的关系远比与山雀属鸟类的关系近,不是山雀科(Paridae)的一个属。攀雀科(Remizidae)应归属于莺总科。燕雀类与鹀类的分歧达到科级水平,分别归属为燕雀科和鹀科。3)鸫亚科鸟类为非单系,被分为2个支系,一个支系包括鸫属(Turdus)和地鸫属(Zoothera)。另一个支系包括红尾鸲属(Phoeicurus)、鸲属(Tarsiger)、燕尾属(Enicurus)和啸鸫属(Myiophonus)。宝兴歌鸫(Turdus mupinensis)独立于鸫属而与虎斑地鸫(Zoothera dauma)形成单独一个分支,宝兴歌鸫的分类地位独特。4)画眉亚科鸟类被分为2大支系,非单系。传统认为属于画眉科的鵙鹛属(Pteruthius)、鳞胸鹪鹛(Pnoepyga albiventer)和褐胁雀鹛(Alcippe dubia)与画眉亚科其他物种之间亲缘关系很远,而暗绿绣眼鸟(Zosterops japonicus)置于画眉亚科中,其分类地位需要重新认识。并证实噪鹛属(Garrulax)和雀鹛属(Alcippe)为多系类群。鸦雀属(Paradoxornis)属于画眉亚科,穗鹛(Stachyris)和钩嘴鹛(Pomatorhinus)具有较近的亲缘关系,联合数据集未能较好地反映希鹛属物种在形态上的差异。5)研究表明CoⅠ基因能够为重建鸟类系统发育关系提供足够的系统发育信息。基于与联合数据集的比较分析,COⅠ基因适合用于分析科内属间系统发育关系,当然它也能作为鉴别物种的分子标记,但不够稳定、准确,因此,本文建议应联合其他分子标记组合分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 分子系统学概述
• 1.2 线粒体DNA在鸟类分子系统学研究中的应用
• 1.2.1 鸟类线粒体基因组结构特点
• 1.2.2 鸟类细胞色素c氧化酶亚单元Ⅰ基因
• 1.2.3 鸟类细胞色素b基因
• 1.3 雀形目鸟类分类及分子系统学研究现状
• 1.4 研究内容、目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 主要仪器设备
• 2.3 主要试剂及其配制
• 2.4 基因组DNA的提取与检测
• 2.4.1 基因组DNA的提取
• 2.4.2 DNA质量的检测
• 2.5 PCR扩增、检测与回收
• 2.5.1 扩增引物
• 2.5.2 PCR反应主要体系组成及扩增程序
• 2.5.3 扩增产物的检测
• 2.5.4 PCR产物的回收与纯化
• 2.6 线粒体基因的克隆
• 2.6.1 感受态细胞的制备
• 2.6.2 感受态细胞效价测定
• 2.6.3 连接反应
• 2.6.4 转化步骤
• 2.6.5 重组质粒的PCR鉴定
• 2.7 测序
• 2.8 数据处理与分析
• 2.8.1 序列编辑、校对及序列比对
• 2.8.2 序列特征分析
• 2.8.3 数据组系统发育信号检验
• 2.8.4 系统发育树的构建
• 2.8.4.1 距离法（Neighbor-joining,NJ）
• 2.8.4.2 最大简约法（Maximum-Parsimony,MP）
• 2.8.4.3 极大似然法（maximum-likelihood,ML）
• 2.8.4.4 贝叶斯系统发育推论法（Bayesian,BI）
• 3 结果与分析
• 3.1 CoⅠ& CYTB序列特征
• 3.1.1 序列组成分析
• 3.1.2 遗传距离
• 3.2 分子系统进化树的构建与分析
• 3.2.1 两基因间不一致水平检验
• 3.2.2 部分雀形目鸟类分子系统发育树的构建与分析
• 3.2.3 鸫亚科分子系统发育树的构建与分析
• 3.2.4 画眉亚科分子系统发育树的构建与分析
• 4 讨论
• 4.1 雀形目鸣禽鸟类的系统发育关系
• 4.1.1 莺总科（Sylvioidea）
• 4.1.2 鸫总科（Muscicapoidea）
• 4.1.3 雀总科（Pasesoridea）
• 4.1.4 鸫亚科的系统发育关系及其分类地位
• 4.1.4.1 鸫亚科各属间的系统发育关系
• 4.1.4.2 宝兴歌鸫的分类地位
• 4.1.5 画眉亚科的系统发育关系及其分类地位
• 4.1.5.1 鸦雀类的系统发育关系及分类地位
• 4.1.5.2 暗绿绣眼鸟与凤鹛属种的系统发育关系及分类地位
• 4.1.5.3 红头穗鹛与钩嘴鹛属种的系统发育关系
• 4.1.5.4 希鹛属的系统发育关系及分类地位
• 4.1.5.5 鳞胸鹪鹛、鵙鹛和褐胁雀鹛的分类问题
• 4.2 雀形目鸟类的单系性
• 4.3 关于Co Ⅰ基因在鸟类系统发育关系研究中的应用
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢