亚洲蝮属部分种类Cyt b基因序列分析及其系统发育

作     者：李磊 

作者单位：陕西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁刚

授予年度：2007年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 

主      题：亚洲蝮属 细胞色素b基因 序列分析 系统发育 

摘      要：亚洲蝮属(Gloydius)隶属于蝰科(Viperidae)、蝮亚科(Crotalinae)，是一类高等的毒蛇，其分布范围广泛且生境差异较大，从雪山、高原、丘陵至平原，是一个高度分化、适应多种环境条件的类群，且尚处于辐射进化阶段，甚至同一物种的不同地理种群已表现出明显的形态和基因水平的差异。我国虽然有丰富的蝮蛇资源，但是对于这些物种种群遗传多样性及其分布格局规律目前知之甚少，对于亚洲蝮属的种以及种下分类问题的争论延续至今。随着分子技术的迅速发展，DNA分析方法也已经开始被应用于亚洲蝮属蛇类的分类和系统发育关系的研究上，目前应用较多的是基于线粒体基因中的细胞色素b(Cyt b)基因进行分类和系统发育关系分析。本文对安徽黄山、陕西汉阴县和宁陕县三个地区的短尾蝮(Gloydius brevicaudus)和陕西延安的中介蝮(***)Cyt b基因全序列进行了测定，再结合周继亮等(2001)对亚洲蝮属部分物种的测序结果以及从Genebank下载的美洲产食鱼蝮(Agkistrodon piscivorus)Cyt b基因序列，对它们进行了序列分析，在此基础上进一步探讨了亚洲蝮属部分物种的分类地位和系统发育关系，旨在为我国亚洲蝮属蛇类种群的演化过程和分类学研究提供基础资料。主要结果和结论如下： (1)完成了短尾蝮三个地理种群和中介蝮Cyt b基因全序列的测定工作，得到全序列1，122bp，并且它们Cyt b基因的起始密码子为ATG，终止密码子为TAA。 (2)应用分子生物学软件MEGA3.1进行了序列分析并构建了系统发育树，从序列分析和系统发育建树的结果来看，Gloyd(1977)和赵尔宓(1978)等将中介蝮(Gloydius intermedus)提升为种级的观点是符合客观实际的。此外，从本文比较的美洲蝮属(Agkistroton)蛇类与亚洲蝮属(Gloydius)7种蛇类的Cyt b基因序列还可以看出，无论是在分子数据上还是在系统发育树上，本文基本上支持将亚洲地区的蝮蛇从Agkistroton中独立出来建立Gloydius的观点。 (3)从本文所涉及的亚洲蝮属蛇类的Cyt b基因片段的分析结果来看，Cyt b基因基本上可以区分出种和亚种及其系统发育关系，甚至同一物种的不同地理种群间的差异及其关系也能很好的体现出来。因此，选取Cyt b基因序列对亚洲蝮属蛇类进行系统发育研究和种属鉴定是可行的。 (4)从本文的序列分析结果及文献和本文观察的短尾蝮各地理种群外部形态来看，短尾蝮Cyt b基因的进化速率快于其他亚洲蝮属蛇类，而且也快于形态学水平的进化速率。 (5)本文所涉及的亚洲蝮属蛇类在ME树、NJ树、MP树上的聚类关系是基本一致的，而且短尾蝮各地理种群的分枝关系在3种方法所建的系统树上也基本一致。短尾蝮陕西汉阴县的地理种群与宁陕县的地理种群首先聚合在一起，它们再与安徽黄山的地理种群聚合，最后与浙江临安的地理种群聚合在一起。 (6)短尾蝮是我国大陆分布最广的亚洲蝮属蛇类，在东亚地区也广泛存在，其主体分布范围包括中国大陆中东部、朝鲜半岛，因而它很适于揭示较大生态地理格局上遗传谱系演化的动物地理学规律。依据不同地区短尾蝮的系统发育关系结果，再结合亚洲蝮属蛇类有两个分化中心及其地理分布形成的假说，本文初步推断短尾蝮可能起源于我国的东北地区，其地理分化过程首先是通过中国东部平原自北向南扩散和分化，然后又沿着秦岭山脉两侧自东向西形成分布于秦岭南北的两个地理种群。