利用DNA条形码COI基因分析我国重要贝类系统进化-中国水产科学.PDF

中国水产科学 2018 年7 月, 25(4): 847857 Journal of Fishery Sciences of China 研究论文 DOI: 10.3724/SP.J.1118.2018.17363 利用DNA 条形码COI 基因分析我国重要贝类系统进化关系 1, 3 1, 2 1, 2 1, 3 1, 2 1, 2 1, 3 1, 2 赵庆 , 吴彪 , 刘志鸿 , 刘寒苗 , 孙秀俊 , 周丽青 , 张高伟 , 杨爱国 1. 农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室, 中国水产科学研究院黄海水产研究所, 山东 青岛 266071; 2. 海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室, 青岛海洋科学与技术国家实验室, 山东 青岛 266273; 3. 水产科学国家级实验教学示范中心, 上海海洋大学, 上海 201306 摘要: DNA 条形码旨在通过PCR 技术获得一段DNA 序列, 在物种水平上对现存生物类群和未知生物材料进行识 别和鉴定。线粒体细胞色素 C 氧化酶I (COI)基因是常用 DNA 条形码基因之一, 为研究COI 基因作为 DNA 条形 码在贝类系统进化中的评估效果, 本文利用PCR 技术扩增获得了60 个贝类物种的353 条COI 基因序列, 通过聚类 法构建了neighbor-joining (NJ)进化树, 同时还对7 个物种不同地理群体的遗传进化情况进行了分析。结果表明, 选 用的 COI 基因引物在大多数贝类中通用性较强, 除在珍珠贝目中的扩增效率只有 10%以外, 在整个研究中扩增效 率达到82.7% ；60 个物种中除太平洋潜泥蛤(Panopea abrupta)、沼蛤(Limnoperna fortunei)和魁蚶(Scapharca broughtoni)等8 个物种在进化树中的进化地位与传统系统分类具有一定差别外, 其他物种的聚类关系与传统分类基本一致；对 7 个物种、共 26 个地理群体的聚类分析发现, COI 基因基本能对同一物种的不同地理群体进行聚类, 只有极个别群 体或群体中的某个个体存在聚类混乱现象。综上所述, COI 基因在一定程度上适用于贝类物种鉴别和系统发育研究, 丰富了COI 基因在物种鉴别应用中的科学数据。 关键词: DNA 条形码; 线粒体COI; 贝类; 系统进化 中图分类号: S917 文献标志码: A 文章编号: 10058737(2018)04084711 现今地球上估计有 1500 多万物种, 但已知的 领域得到广泛应用。作为 DNA 条形码的发展之 生物只有 174 万种, 其中动物有 110 多万种。而 初, Herbert 等[8]分析了除刺细胞门外, 11 个门 传统的物种鉴定主要通过形态学、解剖学和生理 13320 个物种的 COI 基因序列, 发现其序列间的 学等方法, 但由于表型可塑性和遗传变异性, 常 差异可以很好的区分开所有研究的物种; 而且在 导致传统分类无法准确鉴定[1] 。2003 年, 加拿大 物种系统发育过程中, 它的变异速度刚好能使种 生物学家 Paul Herbert 首次提出了以基因序列作 内差异小于种间差异[9-11], 因此在对大多数物种 [2-4] [12] 为鉴别不同物种的“条形码”, 即DNA 条形码 。 的研究中采用COI 作为DNA 条形码的首选基因 。 DNA 条形码一经提出, 得到了许多学者的肯定,