鳎亚目(Soleoidei)鱼类核糖体RNA基因序列特征分析及其在系统研究中的适用性

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核糖体RNA基因(rDNA)具有协同进化和非协同进化两种方式。为了检测鳎亚目(Soleoidei)鱼类rDNA序列是否存在多态性现象,并探究这些序列是否适合作为鳎亚目鱼类系统进化分析的分子标记,本研究通过克隆测序获得了11种鳎科(Soleidae)鱼类共233条rDNA序列以及16种舌鳎科(Cynoglossidae)鱼类共1126条rDNA序列,并应用这些序列构建了鳎亚目鱼类系统进化树。研究结果如下:  11种鳎科鱼类中,7个种类的18S-ITS1-5.8SrDNA严格遵循协同进化原则,只有塞内加尔鳎(Solea senegalensis)、缨鳞条鳎(Zebrias crossolepis)、眼斑豹鳎(Pardachiruspavoninus)和卡氏大鼻鳎(Dagetichthys cadenati)四个种的rDNA表现出非协同进化方式;而所有16种舌鳎科鱼类中,都具有两种到五种不同类型的rDNA序列,表明其遵循非协同进化原则。  在线纹舌鳎(Cynoglossus lineolatus)中发现了三种不同类型的18SrDNA序列,且有一种类型序列具有一段189bp的重复,这是迄今为止最长的核糖体基因重复序列。通过比较五种相关的机制,我们推测该重复序列很有可能是通过不等交换(unequal crossingover)模型产生的。  除5.8SrRNA基因外,其余4个基因或间隔区在10种舌鳎鱼类中都存在重组现象,但是重组位点并不固定。通过对这些重组子序列特征进行分析,我们推测平等交换(equalcrossing over)或/和基因转换(gene conversion)是产生这些重组现象的主要机制。  半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)18S-ITS1-5.8SrDNA反转录PCR实验结果显示只有真基因具有转录活性,而日本须鳎(Paraplagusia japonica)ITS1-5.8S-ITS2rDNA结果显示真假基因都具有转录活性,表明不单只有核糖体RNA真基因能够表达,假基因也可能具有表达功能。因此,能否用表达与否作为真假基因鉴定的标准之一值得进一步商榷。  应用18S-ITS1-5.8S、18S和ITS1三个片段所有类型序列构建了27种鳎亚目鱼类的系统进化树,发现具有多种类型序列的鱼类聚支情况并不统一,少数种类的不同类型序列按种聚为一支,绝大多数种类的不同类型序列分散在不同属甚至亚科或科的分支上,表明假基因会干扰系统进化分析。因此,在此基础上又进一步构建了18S-ITS1-5.8S真基因序列系统树。结果显示该序列片段在种间及以上阶元都具有很好的适用性。因此,应用核糖体基因序列构建系统树时建议删除假基因,避免其对系统进化分析产生干扰。  假基因虽然会干扰系统进化分析,但是可能具有其它分子标记无法提供的进化“遗迹”。比如在鳎科中,我们利用眼斑豹鳎假基因序列(Type B)和东方箬鳎聚支的现象,推测了这两种鱼类在进化上可能有着较近的共同祖先。  本研究的结果不仅将丰富鲽形目鱼类rDNA的基础数据,为核糖体RNA基因的进化方式提供直接的分子证据,而且对今后鲽形目鱼类的分类以及系统进化研究提供新的分子手段,具有重要的理论意义。
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