山鶉屬線粒體譜系基因組學和適應性進化研究

《山鶉屬線粒體譜系基因組學和適應性進化研究》是依託陝西師範大學，由李雪娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：山鶉屬線粒體譜系基因組學和適應性進化研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李雪娟
• 依託單位：陝西師範大學

項目摘要

研究與人類生產生活密切相關類群的系統發育關係、起源和分化、適應性進化，不但能為生物多樣性保護提供重要信息，而且具有重要的科學理論意義。山鶉屬隸屬於雞形目雉科，包括高原山鶉、斑翅山鶉和灰山鶉3個物種。本項目擬套用線粒體譜系基因組學原理和方法，開展山鶉屬比較基因組學、系統發育關係、起源和分化、適應性進化研究。首先，基於線粒體基因組數據，比較山鶉屬物種的結構和組成特徵；其次，聯合線粒體基因組和核基因分子標記，構建穩健的山鶉屬系統發育關係；再次，利用線粒體基因標記，進行該屬起源和分化的研究；最後，通過比較山鶉屬3個物種線粒體基因組蛋白編碼基因的同義和非同義替換速率，揭示該屬對高原環境的適應性進化。本研究有助於闡明山鶉屬物種形成及高原適應性進化特徵。

結題摘要

山鶉屬鳥類隸屬於雞形目雉科，包括高原山鶉、灰山鶉和斑翅山鶉3個物種，是進行線粒體譜系基因組學和適應性進化研究理想的實驗材料。本項目獲得了3種山鶉屬鳥類的線粒體基因組和部分核基因數據。基於線粒體譜系基因組學原理和方法，利用已獲得的分子數據，本項目進行了線粒體比較基因組學、系統發育、起源和分化、適應性進化研究。結果表明，3種山鶉屬鳥類中，高原山鶉線粒體基因組長度為16697bp，灰山鶉為16699bp，斑翅山鶉為16694bp。線粒體基因組編碼37個基因（13個蛋白編碼基因、2個rRNA基因和22個tRNA基因），外加1個控制區，具有類似的鹼基組成、密碼子使用頻率和RNA二級結構。基於線粒體基因組、核基因聯合數據集構建的系統樹均支持灰山鶉和斑翅山鶉形成姐妹群，高原山鶉位於山鶉屬基部位置。基於線粒體基因組蛋白編碼基因聯合數據集估算的分歧時間結果表明，灰山鶉和斑翅山鶉之間的分化時間為3.76 (95% HPD = 2.54-5.19) Mya，高原山鶉和灰山鶉/斑翅山鶉分支之間的分化時間為5.7 (95% HPD = 3.98-7.33) Mya。山鶉屬分支作為前景枝，其他雞形目物種作為背景枝，基於蛋白編碼基因進行的選擇壓力分析結果表明，BEB分析共篩選出17個正選擇位點，分別位於nad1、nad2、cox3、nad3、nad4、nad5、cytb和nad6基因中。其中，nad6中的正選擇位點胺基酸V可能在其適應環境中發揮著重要作用。本項目為闡明山鶉屬起源進化和高原適應性提供了分子數據，有助於後續進一步研究山鶉屬物種的形成和分化。