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脊椎动物线粒体DNA是共价闭合的双链分子,长度约为15~22kb。线粒体因其基因组结构简单,呈母系遗传等特点,已被广泛应用于分析动物个体和动物类群间的系统发生关系。龟鳖类是形态学上最特化的一支爬行动物,近年来,以线粒体基因组(mtDNA)为对象研究龟鳖类系统进化被研究者们广泛采用。目前,已测定20种龟鳖类动物的线粒体基因组全序列,这20种动物中,侧颈龟亚目仅1种,曲颈龟亚目19种,涉及到5个科:陆龟科10种,鳖科2种,淡水龟科4种,龟科、平胸龟科和海龟科各1种。除平胸龟和扁陆龟外,其余18种龟鳖类动物的mtDNA的基因排布方式都与典型的脊椎动物线粒体相同,非常保守。水龟组(Clemmys complex)由旧大陆潮龟科的拟水龟属、眼斑龟属和新大陆龟科的水龟属组成,这三个属以前一直被认为是同属的,但没有得到形态学和染色体等方面的认同。为了进一步研究,本文参照近源物种的线粒体基因组,设计了特异引物,采用PCR产物直接测序法测得了黄喉拟水龟(Mauremys mutica)和四眼斑水龟(Sacalia quadriocellata)线粒体基因组全序列。结果表明:黄喉拟水龟和四眼斑水龟线粒体基因组序列全长分别为16 609 bp和16 816 bp,均包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个蛋白质编码基因和2个非编码区。为探讨水龟组三种属之间的关系,本文选用了进化较快的NADH4(NADH脱氢酶亚基)蛋白编码基因和相邻的tRNA基因(共985bp)构建系统进化树来探讨由淡水龟组成的水龟类的关系。结果显示,MP树支持黄喉拟水龟和四眼斑水龟构成姐妹群关系,同属于淡水龟科,并支持淡水龟科和陆龟科非姐妹群,都为单系起源。另外,基于12种龟类,2种鸟类,2种鳄类,2种有鳞类和一种哺乳动物的mtDNA的12个重链编码蛋白质的基因构建了MP树和ML树。比对的核苷酸有10 799个位点,包括6 237个简约信息位点,通过建立起来的系统进化树可以确认龟类与祖龙类(包括鸟类和鳄类)的亲缘关系比有鳞类近,推测龟类有可能起源于二叠纪和三叠纪时期具有双颞孔的古龙类祖先,随着进化,头盖骨逐渐消失。系统分析也表明,鳖科按照其传统学位置和其它隐颈龟组合形成曲颈龟亚目。