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线粒体蛋白编码基因(MPCG)序列被广泛地用于分析物种的适应性进化、系统进化关系，也用于物种鉴定，其有效性在很多分类单元中者13进行了评估。但是在象科动物的系统研究较少，如猛犸象的线粒体基因如何适应寒冷、干旱的环境;细胞色素b(Cyt-b)和COI基因的手中间变异以及在鉴别象科动物的有效性;和如何就线粒体基因有效鉴别象科动物，同时还能有效排除其他物种及人源DNA的污染等方面少有报道。本研究针对三种现生象(即亚洲象、非洲草原象和非洲森林象)和已灭绝的猛犸象，通过13个完整的MPCG序列，检测猛犸象对干旱寒冷环境适应性选择的证据;对比评价Cyt-b和COI部分短序列区分4种象科动物的有效性;开发一种基于PCR的物种鉴定方法。
首先，我们分析了75头分布广泛的长毛象的13个线粒体蛋白质编码基因序列，继进行阳性选择的信号检测，生化和蛋白质结构分析以及生化和同源蛋白分析。结果显示:6个MPCGs基因(NDL1、ND4、ND5、ND6、ATP6和Cyt-b)中的11个氨基酸位点显示出正向选择，一些突变能够影响线粒体复合体Ⅰ中蛋白-蛋白相互作用和氧化磷酸化过程，尤其是ATP6和Cyt-b残基的突变能够影响代谢调控链。表明在寒冷环境中，猛犸象的线粒体基因组具有代谢适应性。
其次，通过对长毛象和现存三种大象的95个Cyt-b和COI基因序列的比较分析，结果发现，Cyt-b和COI两个基因都具有足够的种间变异，可用以鉴别象科动物，而Cyt-b的鉴定力优于COI。然而，整体有效性受序列长度的制约。COI在短片段大小＜200bp时没有鉴别力，而片段长度短至100bp时Cyt-b仍可提供正确的鉴别。
第三，本文基于116bp的Cyt-b基因片段建立了鉴定4种象科动物的方法，不仅具有稳定的扩增效果和测序成功率，而且鉴别力高、灵敏度高、不受其他物种和人类DNA的影响。我们采用亚洲象(n=61)、非洲草原象(n=20)、白犀牛(n=6)和普通河马(n=4)的粪便DNA样本，以及长毛猛犸象(n=61)、非洲森林象(n=8)和非洲草原象(n=2)的象牙DNA样本，验证了该方法的有效性，发现该方法扩增、测序和正确的象种鉴定成功率高，非洲草原象和非洲森林象象牙DNA扩增和测序成功率为100％，猛犸象牙化石DNA扩增和测序成功率为96.7％。PCR检测对于目标大象DNA的扩增要求可低至10个拷贝数，这表明我们的方法对降解样品的分析也具有一定的适用性。
这些结果表明，(1)基于线粒体基因的正选择分析对揭示代谢调控体系的进化机制具有重要意义，值得进一步研究;(2)Cyt-b基因在象科动物的鉴定能力优于COI基因，在方法研发中应当优先考虑;(3)针对低质量样本，甚至化石样本，使用多态信息丰富的短序列(本研究中使用的116bp的Cyt-b)可以准确鉴别到物种;(4)mtDNA是母系遗传物质，在没有核基因的情况下无法准确鉴定杂交象。
首先，我们分析了75头分布广泛的长毛象的13个线粒体蛋白质编码基因序列，继进行阳性选择的信号检测，生化和蛋白质结构分析以及生化和同源蛋白分析。结果显示:6个MPCGs基因(NDL1、ND4、ND5、ND6、ATP6和Cyt-b)中的11个氨基酸位点显示出正向选择，一些突变能够影响线粒体复合体Ⅰ中蛋白-蛋白相互作用和氧化磷酸化过程，尤其是ATP6和Cyt-b残基的突变能够影响代谢调控链。表明在寒冷环境中，猛犸象的线粒体基因组具有代谢适应性。
其次，通过对长毛象和现存三种大象的95个Cyt-b和COI基因序列的比较分析，结果发现，Cyt-b和COI两个基因都具有足够的种间变异，可用以鉴别象科动物，而Cyt-b的鉴定力优于COI。然而，整体有效性受序列长度的制约。COI在短片段大小＜200bp时没有鉴别力，而片段长度短至100bp时Cyt-b仍可提供正确的鉴别。
第三，本文基于116bp的Cyt-b基因片段建立了鉴定4种象科动物的方法，不仅具有稳定的扩增效果和测序成功率，而且鉴别力高、灵敏度高、不受其他物种和人类DNA的影响。我们采用亚洲象(n=61)、非洲草原象(n=20)、白犀牛(n=6)和普通河马(n=4)的粪便DNA样本，以及长毛猛犸象(n=61)、非洲森林象(n=8)和非洲草原象(n=2)的象牙DNA样本，验证了该方法的有效性，发现该方法扩增、测序和正确的象种鉴定成功率高，非洲草原象和非洲森林象象牙DNA扩增和测序成功率为100％，猛犸象牙化石DNA扩增和测序成功率为96.7％。PCR检测对于目标大象DNA的扩增要求可低至10个拷贝数，这表明我们的方法对降解样品的分析也具有一定的适用性。
这些结果表明，(1)基于线粒体基因的正选择分析对揭示代谢调控体系的进化机制具有重要意义，值得进一步研究;(2)Cyt-b基因在象科动物的鉴定能力优于COI基因，在方法研发中应当优先考虑;(3)针对低质量样本，甚至化石样本，使用多态信息丰富的短序列(本研究中使用的116bp的Cyt-b)可以准确鉴别到物种;(4)mtDNA是母系遗传物质，在没有核基因的情况下无法准确鉴定杂交象。