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鸻形目鸟类线粒体基因组测序策略

动物学杂志 2018年第5期53卷 769-780页

作者：胡超超张怡张晨岭吴云豪陈婉李可欣常青南京师范大学生命科学学院南京210046 江苏第二师范大学生化系南京210013 江苏开放大学环境与生态学院南京210036

鸻形目(Charadriiformes),全世界约有384个物种,分属于19科94属,种类繁多、分布广泛,是研究迁徙和觅食行为的良好材料。近年来,线粒体基因组的研究快速发展,由于样品难以收集,缺乏系统的测序策略,鸻形目鸟类线粒体基因组的研究相对滞后... 详细信息

鸻形目(Charadriiformes),全世界约有384个物种,分属于19科94属,种类繁多、分布广泛,是研究迁徙和觅食行为的良好材料。近年来,线粒体基因组的研究快速发展,由于样品难以收集,缺乏系统的测序策略,鸻形目鸟类线粒体基因组的研究相对滞后。引物设计对聚合酶链式反应(PCR)至关重要,一个成功的PCR实验依赖于高质量的特异性引物,本研究拟设计一套用于鸻形目鸟类线粒体基因组扩增的通用引物。对GenBank中现有的鸻形目物种线粒体基因组进行多重比对,发现若干个保守性区域,本研究在该区域设计13对扩增鸻形目鸟类线粒体基因组的通用引物,扩增的目的片段长度均在1.5 kb左右。我们选取4个物种,即灰头麦鸡(Vanellus cinereus)、丘鹬(Scolopax rusticola)、白腰草鹬(Tringaochropus)和针尾沙锥(Gallinagostenura),进行PCR扩增验证,设计的引物在4个物种中均能顺利扩增、测序,该引物在鸻形目鸟类线粒体基因组扩增中的具有普遍适用性。本研究设计的13对通用引物在扩增鸻形目物种线粒体全基因组中具有较强的应用价值,将为鸻形目的系统发育关系、种群遗传学和生物地理学研究提供珍贵的资源。

关键词：鸻形目线粒体基因组聚合酶链式反应通用引物

漳江口自然保护区鸻形目鸟类适宜生境变化及驱动机制分析

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东北林业大学学报 2013年第12期41卷 89-93,149页

作者：谭飞张明海林英华中国林业科学研究院湿地研究所北京100091 东北林业大学

以漳江口自然保护区土地利用图为基础,运用遥感系统和地理信息系统得到3个时期鸻形目鸟类的适宜生境分布图,选取一系列景观指数,运用Fragstats软件进行计算,分析约20 a(1992—2010年)漳江口自然保护区鸻形目鸟类生境的动态变化及驱动机... 详细信息

以漳江口自然保护区土地利用图为基础,运用遥感系统和地理信息系统得到3个时期鸻形目鸟类的适宜生境分布图,选取一系列景观指数,运用Fragstats软件进行计算,分析约20 a(1992—2010年)漳江口自然保护区鸻形目鸟类生境的动态变化及驱动机制。结果表明:适宜生境分布面积呈下降趋势,次适宜生境和不适宜生境分布面积表现出一定的上涨趋势;适宜生境和次适宜景观破碎程度加剧,但后期有一定缓和;漳江口自然保护区鸻形目鸟类生境变化主要驱动力是人类活动干扰的增加。

关键词：鸻形目适宜生境漳江口红树林

鸻形目27种鸟类c-mos基因序列分析及其系统发育研究

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鸻形目27种鸟类c-mos基因序列分析及其系统发育研究

作者：唐婷河北师范大学

学位级别：硕士

鸻形目鸟类种类繁多、分布广泛,在湿地生态系统中占据重要的地位。由于鸻形目鸟类很多种在形态和生活习性方面具有较大相似性,依据形态学性状对其进行种间和科间分类一直存在争议,本文将使用分子手段研究这一类群之间的亲缘关系。 C-mo... 详细信息

鸻形目鸟类种类繁多、分布广泛,在湿地生态系统中占据重要的地位。由于鸻形目鸟类很多种在形态和生活习性方面具有较大相似性,依据形态学性状对其进行种间和科间分类一直存在争议,本文将使用分子手段研究这一类群之间的亲缘关系。 C-mos是一个单拷贝、无内元基因,内部存在保守区域,很容易从基因组模板中得到扩增并直接测序。基因全长仅1kb左右,以c-mos为“标尺”,可度量中等分类阶元的亲缘关系。本实验利用c-mos基因重建鸻形目27种鸟类系统发生树,得到如下结论: 1.核c-mos部分序列的特点:T、C、A、G的平均含量分别为18.3%,26.1%,21.4%,34.2%。嘧啶含量44.4%低于嘌呤含量55.6%。c-mos基因在密码子第三位点发生的转换与颠换最多,其次是第一位,第二位最少。所有位点的R值为3.9,其中第三位点R值最低,表明其进化速度最快。核苷酸的变异情况显示转换数多于颠换数。序列之间的平均遗传距离是0.047。 2.在科级系统关系上,鸥类与鸻鹬类显示出较近的亲缘关系,支持将鸥类列为鸻形目下科级水平。不支持将瓣蹼鹬列为瓣蹼鹬科,应将其降为鹬科下瓣蹼鹬属。在系统发生分析中,鸻科鸟类位于系统树的最底端,认为是鸻形目鸟类最早出现的一支,起源上早于鹬类和鸥类,在进化树上显示是鹬科加鸥科的姊妹群。 3.在科下系统关系上,支持Sibley等将鹬科分为两个亚科,建议重新形成鹬亚科和滨鹬亚科,其中鹬亚科包括鹬属、沙锥属等大部分鹬科鸟类,滨鹬亚科应包括滨鹬属、阔嘴鹬属、杓鹬属、翘嘴鹬属、瓣蹼鹬属等鸟类。阔嘴鹬属与滨鹬属的鸟类表现出很高的亲缘关系,在阶元上更接近同一属,建议将阔嘴鹬列入滨鹬属。 4.经过相对速率检验,得到各分支存在恒定的分子钟,可用来分析种群分歧时间。设定鸟类单拷贝核DNA(scnDNA)外显子的进化速率大约为0.7%,根据公式大致算出各类群的分歧时间:如鸥科和鹬科鸟类的分歧时间大约在75Myr(百万年),鸻类和鸥类的分歧时间大约在107Myr,滨鹬属与翘嘴鹬属的分歧时间大约在31Myr,瓣蹼鹬与鹬属鸟类的分歧时间大约在21Myr。

关键词：鸻形目 c-mos 系统发育

鸻形目鸟类线粒体假基因遗传特征及其进化研究

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鸻形目鸟类线粒体假基因遗传特征及其进化研究

作者：崔博辽宁师范大学

学位级别：硕士

随着聚合酶链式反应(PCR)和DNA测序技术的发展，线粒体DNA(mtDNA)已成为鸟类系统学和进化研究的理想分子标记。由于线粒体假基因与mtDNA具有一定的相似性，经常有研究者用线粒体基因的通用引物从总DNA中扩增出核基因组中的线粒体假基因... 详细信息

随着聚合酶链式反应(PCR)和DNA测序技术的发展，线粒体DNA(mtDNA)已成为鸟类系统学和进化研究的理想分子标记。由于线粒体假基因与mtDNA具有一定的相似性，经常有研究者用线粒体基因的通用引物从总DNA中扩增出核基因组中的线粒体假基因，即Numts(nuclear mitochondrial DNA segments，简称Numts)。如果在系统发育研究中将Numts误认为是mtDNA，就很有可能会得出不准确或错误的结论。虽然Numts序列在一定程度上给mtDNA的应用带来了干扰，然而Numts序列是联系细胞核内外两套遗传物质的重要桥梁，另外Numts序列作为核基因组中不表达的假基因也为系统发育研究提供了新的分子标记，为从一个全新的角度来探讨物种的进化机制提供了新的线索。目前人们已利用Numts作为系统发育标记对人和A．thaliana进行了探索性研究，然而对于鸟类核基因组中的线粒体假基因研究却很少。线粒体假基因已成为一个新的热点研究领域，对鸟类Numts进行深入研究对于解决鸟类系统发育中的关键问题具有重要意义。为了更深入地了解行鸟形目鸟类之间的进化关系以及假基因在分子系统学中的应用价值，本研究首次利用特异性引物采取PCR方法扩增鸻形目11种鸟类的线粒体ATP8／6基因(部分ATP8和部分ATP6基因)及其假基因(Numts)片段。实验中所检测的鸻形目11种鸟类线粒体ATP8／6基因的长度均为626bp，无插入缺失;Numts片段长度均为618bp，与线粒体ATPS／6基因相比存在一处长为8bp的缺失，未见插入现象，并且在序列内部含有终止密码子。鸻形目11种鸟类Numts的核苷酸变异值从0.2％到1.6％，共有14个可变核苷酸位点，转换颠换的比值为1.2，碱基替换在各密码子上发生的频率几乎相同(分别为34.6％，32.3％，33.1％)，没有明显的转换倾向性;而线粒体基因的核苷酸变异值从8.7％到25.8％，共有243个可变核苷酸位点，转换颠换的比值为1.6，碱基替换在密码子三个位点发生的频率分别为20.08％，4.6％，74.6％。用线粒体ATP8／6基因和Numts序列分别构建NJ树和MP树，系统发育分析显示线粒体基因能够很好的反映

关键词：鸻形目 mtDNA Numts 系统发育

三种鸻形目鸟类线粒体全基因组结构及其分子系统学研究

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三种鸻形目鸟类线粒体全基因组结构及其分子系统学研究

作者：程园园安徽大学

学位级别：硕士

鸻形目包括鸥亚目、鸻亚目和海雀亚目3个亚目,其分类一直存在较多的争议,线粒体基因组数据和分子系统学目前是解决分类问题的有效途径之一。本研究通过PCR反应获得鹤鹬(Tringa erythropus)、林鹬(Tringa glareola)和针尾沙锥(Gallinago ... 详细信息

鸻形目包括鸥亚目、鸻亚目和海雀亚目3个亚目,其分类一直存在较多的争议,线粒体基因组数据和分子系统学目前是解决分类问题的有效途径之一。本研究通过PCR反应获得鹤鹬(Tringa erythropus)、林鹬(Tringa glareola)和针尾沙锥(Gallinago stenura)三种鸻形目鸟类的线粒体全基因组序列,利用生物信息学相关软件对其基因组成、排列顺序、碱基组成、起始密码子和终止密码子、密码子使用频率等相关特征比较分析,了解鸻形目鸟类线粒体因组的排列顺序和相关特征,分析鸻形目鸟类遗传特性。结合GenBank中已公开的15种鸻形目鸟类线粒体全基因序列,利用生物信息学软件构建鸻形目的系统发生树,确定三种鸻形目鸟类在鸻形目中的分类地位,探讨鸻形目部分争议较大的问题,为鸻形目鸟类分子系统学研究提供更多的资料。主要结果如下:1.三种鸻形目鸟类鹤鹬、林鹬和针尾沙锥的线粒体全基因组全长分别为16683 bp、16804 bp和18153 bp,包括37个基因组:13个蛋白质编码基因(ND1、ND2、COⅠ、COⅡ、ATP8、ATP6、COⅢ、ND3、ND4L、ND4、ND5、Cyt b 和ND6)、22 个tRNA、2 个rRNA基因(12SrRNA 基因和 16SrRNA基因)和一个D-Loop区。2.三种鸻形目鸟类线粒体全基因序列的AT含量均高于GC,PCG数据集(除ND6外的12个蛋白质编码基因)、rRNA数据集(12SrRNA和16SrRNA)及D-Loop区序列的AT含量也都高于GC。13种蛋白质编码基因的起始密码子主要是ATN和GTG,与其他脊椎动物具有明显差异。蛋白质编码基因终止密码子以AGG、TAA、AGA、T--和TAG为主,都是鸟类的常见终止密码子。3.18种鸻形目鸟类系统发生树研究结果表明,鸻形目分为三个亚目,即鸥形目、鸻亚目和鹬亚目。系统树支持鸥类鸟作为亚目,隶属于鸻形目;鹬类属于最晚化出来的。鹬亚目包括水雉科和鹬科,鹬属、勺嘴鹬属、沙锥属和翻石鹬属具有较近的亲缘关系。鹤鹬和林鹬属于鹬属,亲缘关系较近,可能来自同一祖先。针尾沙锥隶属于鹬科沙锥属,是鹬科中较早分化出来的。4.长基因构建的系统树各阶元分支具有较高的BCL值,适用于鸻形目各个阶元的系统发育关系研究。在缺少线粒体全基因序列的情况下,可利用长基因来研究鸻形目的系统发生关系。

关键词：鸻形目线粒体基因组序列分析系统发育

基于12S rRNA基因的鸻形目20种鸟类基因序列变异分析及其系统发育研究

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基于12S rRNA基因的鸻形目20种鸟类基因序列变异分析及其系统发育...

作者：郭华河北师范大学

学位级别：硕士

鸻形目(Charadriiformes)鸟类是湿地的重要组成成分,具有十分重要的生态意义。关于该类群科及科以上阶元的分类地位,一直是鸟类学研究中争论的主要问题之一。长期以来,对鸻形目鸟类的研究大都是基于形态学和生态学方面。由于鸻形目鸟类... 详细信息

鸻形目(Charadriiformes)鸟类是湿地的重要组成成分,具有十分重要的生态意义。关于该类群科及科以上阶元的分类地位,一直是鸟类学研究中争论的主要问题之一。长期以来,对鸻形目鸟类的研究大都是基于形态学和生态学方面。由于鸻形目鸟类很多种在形态和生活习性等方面都具有较大的相似性,依据形态学性状对其进行分类一直存在争议,这样就很有必要采用分子生物学的手段来研究这一类群之间的亲缘关系。本论文主要采用分子生物学技术和手段,通过扩增和测定鸻形目4科15种鸟类的线粒体12S rRNA基因的全序列,并结合从Genbank中下载的五种鸻形目鸟类的12S rRNA基因全序列,利用软件进行了序列变异分析,并构建了系统发生树,为阐明这一类群的系统发生关系提供了理论依据。主要研究结果如下:1. 12S rRNA基因全序列(1031bp)的特点:T、C、A、G的平均含量分别为21.4%、26.9%、31.4%和20.2%,嘌呤碱基含量51.6%略高于嘧啶碱基的含量48.3%。12S rRNA基因所有序列的平均R值为3.3,大于临界值,说明序列远未达到替换饱和。序列之间的平均遗传距离为0.115。2.整个系统树由三个大的进化枝构成:一枝为鹬类,一枝为鸥类和海雀类,另一枝为鸻类。而且鸻类位于树的基部,是最先分化出来的类群。3.在对鹬科单独进行分析时发现,阔嘴鹬(Limicola falcinellus)无论是在距离法还是简约法做的系统树中,始终位于滨鹬属内。4.由于12S rRNA基因序列的变异相当丰富,整个基因片段包含从种间到科间的进化遗传信息,构建的分子系统树所反映的鸻形目鸟类的系统发育关系与形态学上的分类有所不同,为这一类群的系统发育研究提供了分子证据,同时也说明12S rRNA基因在解决鸟类科间及种间系统关系方面具有积极的作用,可以认为12S rRNA基因是一个很好的分子标记。从中得出以下结论:1.在所研究的6个科中,鸻科是最原始的分支,是最先分歧出来的科;然后是鸥科、贼鸥科、燕鸥科和海雀科组成的鸥类一支;最后是鹬科。2.在鹬科中,滨鹬属是最晚分歧出来的一支。3.在鹬科中,阔嘴鹬与滨鹬属的几种滨鹬聚在一起,阔嘴鹬应该包含在滨鹬属之内;鹬属与滨鹬属聚成一支,说明鹬属和滨鹬属的亲缘关系比较近。4.在鸻科中,鸻属的环颈鸻和金眶鸻先聚为一支,然后再与斑鸻属的美洲金鸻聚类,说明本文所研究的鸻科的这几种鸟类的关系与形态学的分类有较高的一致性。

关键词：鸻形目线粒体DNA 12S rRNA基因序列分析系统发育

乌梁素海湿地鸻形目鸟类资源调查、迁徙动态及普通燕鸥、白额燕鸥的繁殖生态学研究

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乌梁素海湿地鸻形目鸟类资源调查、迁徙动态及普通燕鸥、白额燕鸥...

作者：贾新艳内蒙古师范大学

学位级别：硕士

乌梁素海自然保护区地处内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特前旗境内,保护区建立于1995年,1998年升为区级自然保护区。乌梁素海是我国第八大淡水湖,内蒙古第二大湖,处于半荒漠地区,是地球上同纬度最大的自然湿地,在世界湿地研究、雁鸭类的换羽及鸟... 详细信息

乌梁素海自然保护区地处内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特前旗境内,保护区建立于1995年,1998年升为区级自然保护区。乌梁素海是我国第八大淡水湖,内蒙古第二大湖,处于半荒漠地区,是地球上同纬度最大的自然湿地,在世界湿地研究、雁鸭类的换羽及鸟类迁徙过程中起着重要的作用。近年来,由于自然环境的变化,如降雨量减少、气温升高等,加之水质污染严重,使得乌梁素海逐渐向荒漠化转变。上世纪80年代,有学者对乌梁素海湿地鸟类的种类组成及分布方面进行过研究,但近年来未见到对乌梁素海鸟类资源的系统报道。长期以来,乌梁素海鸟类迁徙状况是一个空白;在繁殖方面,只对乌梁素海少数鸟类做过研究,对普通燕鸥(Sterna hirundo)、白额燕鸥(Sterna albifrons)的繁殖生态学尚未报道。2009年3-11月,采用常规的路线调查法对乌梁素海自然保护区鸻形目鸟类进行了野外观察,研究了春秋季鸻鹬类迁徙时间、最大集群数量及迁徙的高峰期。在繁殖季节进行普通燕鸥、白额燕鸥配对、筑巢、产卵、孵化、肓雏等繁殖行为生态学观察。结果如下:(1)据已有资料及实地调查,乌梁素海鸻形目鸟类共有53种,其中夏候鸟18种,旅鸟35种;广布种8种,古北种45种。新纪录有4种,红颈瓣蹼鹬(Phalarpus lobatus)、黑腹滨鹬(Calidris alpina)、三趾鸥(Rissa tridactyla)、斑尾塍鹬(Limosa lapponica)。(2)3-11月实地观察到的鸻形目鸟类共40种,均为夏侯鸟或旅鸟。对其进行年周期观察,得出季节动态变化。最早的2月底开始迁来,4、5月出现春季的迁徙高峰;7、8月出现秋季的迁徙高峰,9月份开始大部分鸻鹬类南迁,10月底几乎都迁离乌梁素海。(3)对乌梁素海鸥科水鸟普通燕鸥、白额燕鸥的繁殖生态学进行了系统的研究。普通燕鸥、白额燕鸥于4月底5月初迁来乌梁素海,繁殖期为5-7月,窝卵数以3枚为主。普通燕鸥孵化期24-26天,雏鸟的主要食物为鱼,当天即可行走,约26天可飞翔。白额燕鸥孵化期为19-22天,约22天可飞翔。9月中旬,普通燕鸥开始集群迁往南方越冬,9月12日在圪苏尔核心区观察到上万只普通燕鸥,最晚见到普通燕鸥是10月6日,在乌梁素海居留160多天;白额燕鸥于8月下旬即开始集群南迁,8月26日在四沙圪旦观察到白额燕鸥几百只,最晚见到白额燕鸥是9月6日,在乌梁素海居留120天。基于对上述研究和调查,总结了现阶段乌梁素海湿地自然保护区所面临的问题,如水体污染严重影响水鸟及水生生物的繁衍生息,传统捕鱼方式对水鸟的生命造成威胁,湖里鱼种类单一并且数量急剧减少。根据这些问题提出了相应的保护建议。

关键词：乌梁素海湿地鸻形目迁徙繁殖生态

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鴴形目鸟类的食性研究

Zoological Research 1985年第S1期6卷 43-52页

作者：崔志兴钱国桢祝龙彪王培潮华东师范大学生物系上海

鴴形目鸟类主要取食小型贝类、螺类、蟹类和杂草种子等。食物的种类和各类食物在胃中所占的百分比,秋季和春季存在着极其显著的差异(X^(2)=343.09P<0.001)。秋季的取食效率高于春季。在春季,潮间带上几种主要的被食物的现存量为1026.8公... 详细信息

鴴形目鸟类主要取食小型贝类、螺类、蟹类和杂草种子等。食物的种类和各类食物在胃中所占的百分比,秋季和春季存在着极其显著的差异(X^(2)=343.09P<0.001)。秋季的取食效率高于春季。在春季,潮间带上几种主要的被食物的现存量为1026.8公斤/公顷(鲜重)。被食物在潮间带上的分布具有分层次的现象。被食物的现存量在中潮带最高,高潮带次之,低潮带最低。现存生物量越丰富的被食物种类在鸟胃中的遇见率越高。

关键词：鸻形目食性分析被食物取食效率

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河南省黄河湿地鸻形目鸟类多样性分析

焦作师范高等专科学校学报 2018年第3期34卷 58-61页

作者：牛俊英李红立胡焕富焦作师范高等专科学校生物环境研究所河南焦作454000 河南商城鲇鱼山省级自然保护区管理处

整理2006—2018年河南省黄河湿地的调查结果,共记录鸻形目鸟类9科25属64种,其中小杓鹬为国家二级重点保护鸟类.留鸟1种,夏候鸟10种,冬候鸟5种,旅鸟47种.东方鸻、灰头麦鸡等4种优势种.常见种23种,稀有种37种.小杓鹬、红嘴巨燕鸥为河南省... 详细信息

整理2006—2018年河南省黄河湿地的调查结果,共记录鸻形目鸟类9科25属64种,其中小杓鹬为国家二级重点保护鸟类.留鸟1种,夏候鸟10种,冬候鸟5种,旅鸟47种.东方鸻、灰头麦鸡等4种优势种.常见种23种,稀有种37种.小杓鹬、红嘴巨燕鸥为河南省新纪录.河南省黄河湿地是依赖内陆淡水湿地生存的普通燕鸥等的重要的栖息地.

关键词：河南省黄河湿地鸻形目多样性