隼形目4种鸟类线粒体DNA基因重排现象的研究

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线粒体控制区由于进化速率快,被作为分子标记广泛应用于种群遗传学和保护生物学等领域的研究。但最近在许多鸟类的线粒体中都发现控制区存在重复拷贝,并且2个控制区拷贝之间的碱基相似度较高。因此在扩增其中一个控制区基因时可能受到另一个控制区的干扰,而对研究结果产生影响。本研究主要针对隼形目鸟类线粒体DNA(mtDNA)基因组中控制区重复及由此产生的基因重排现象进行研究,初步探讨控制区重复和基因重排产生的过程和机制。  本次实验首次对鹰科中的白头鹞(Circus aeruginosus)、日本松雀鹰(Accipitergularis)、黑翅鸢(Elanus caeruleus)和风头鹰(Accipiter trivirgatus)4种鸟类线粒体基因(Cytb-12S rRNA)进行测序。测序结果与NCBI上其他19种隼形目鸟类的线粒体全基因进行比较分析,结果如下:(1)隼形目鸟类中普遍存在基因重排现象,排列方式主要分为3种,分别是Duplicate CR gene orderⅠ,Remnant CR2 gene order和Ancestral aviangene order;(2)将线粒体CR1和CR2的碱基序列进行对比,发现Ⅱ区的碱基相似度最高,推测可能是由于Ⅱ区含有较多的保守元件以及受到功能基因选择压力的限制,使得Ⅱ区的碱基突变率变慢;(3)进化方面,在隼形目大多数鸟类中CR1和CR2是分开独立进化的,而在鹗和黑翅鸢等个别鸟类中CR1和CR2存在协同进化现象;(4)隼形目中控制区的重复至少发生了3次独立的起源,其中一次可能是在鹗中的独立起源,一次可能起源于鹰科鸟类的共同祖先中,并且是在红头美洲鹫和蛇鹫分化之后,而另一次起源则发生在隼科鸟类的共同祖先当中,即隼科鸟类物种分化之前。
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