丽金龟科部分种类线粒体基因序列比较及在分子系统学研究中的作用

作     者：张媛 

作者单位：沈阳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭晓华

授予年度：2011年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：丽金龟科 基因序列比较 分子系统学 

摘      要：本实验以mtDNA CO I、Cyt b以及16S rRNA基因为分子标记,通过PCR扩增和测序技术,对丽金龟科部分种类的基因序列进行比对分析,分别计算了3种基因序列不同种类金龟子的遗传距离、转换与颠换比值、密码子不同位点出现频率、氨基酸使用频率等参数,构建了分子进化树,探讨了丽金龟科部分种类之间的亲缘关系,分析了CO I、Cyt b以及16SrRNA基因部分序列在丽金龟科分子系统学研究中的作用。 实验及分析过程包括：总基因组DNA的提取,mtDNA CO I、Cyt b以及16SrRNA基因片段的扩增,基因序列测定以及对获得序列的分析。 本研究得出以下几点结论： (1)本实验获得CO I、Cyt b、16S rRNA基因序列片段分别为651bp.489bp、825bp。对基因序列碱基组成分析结果如下：COⅠ基因部分序列中A, T、G、C各位点平均含量分别29.2%、35.8%、16.7%、18.3%,其中A+T的平均含量为65.0%,G+C的平均含量为35.0%;Cyt b基因部分序列中A, T、G、C的平均含量分别为31.2%、38.0%、12.6%、18.2%,其中A+T的平均含量为69.2%,G+C的平均含量为30.8%;16S rRNA基因部分序列中A、T、G、C的平均含量分别为33.2%、39.6%、17.6%、9.6%,其中A+T的平均含量为72.8%,G+C的平均含量为27.2%。3个基因序列的A+T含量均明显高于G+C含量,表现出明显的碱基偏好性。 (2)序列变异分析结果显示：CO I、Cyt b、16S rRNA基因的变异位点主要发生在第三位点上,其变异位点数分别为167、118、120,所占总变异率分别为81.5%、74.6%、39.2%。碱基替换主要发生在T和A之间。CO I、Cyt b、16S rRNA基因的平均d值分别为0.14、0.11、0.07,平均R值分别为1.1、1.67、1.14。 (3)氨基酸序列分析结果显示：CO I、Cyt b、16S rRNA3个基因的氨基酸使用频率最多的均为Leu,分别为16.4、14.17、17.59。氨基酸使用频率最低为0。3个基因的密码子使用频率最高的均为UUA,分别为16.4、15.1、25.8。最低密码子使用频率也为0。说明在氨基酸和密码子的使用上也具有偏好性。 (4)系统进化树的分析结果：基于COⅠ、Cyt b、16S rRNA3个基因分别构建了NJ树、MP树和UPMGA树,分子系统树结果与形态学分类基本一致：异丽金龟属Anomala内的不同种优先聚集,之后为属间的Mimela holosericea, Blitopertha pallidipennis, Popillia quadriguttata依次聚集,最后为白星花金龟科***和锹甲科***,两个外群依次聚类。说明属内种间的亲缘关系最近,科内属间缘关系次之,与外群关系最远。分析结果提示COⅠ、Cyt b以及16S rRNA部分序列可作为种群间的亲缘关系界定的有效分子标记之一