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。
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