从核基因组DNA序列探讨现存鳄目的系统发生关系

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全世界现存鳄目仅有23种,由鳄科(Crocodylidae)、鼍科(Alligatoridae)、食鱼鳄科(Gavialidae)三大类群组成。现存鳄目的属间、种间关系是近年来系统生物学研究的热点。  本文主要利用核基因组的脑源性神经营养因子(BDNF)基因、神经营养因子-3(NT-3)基因以及原癌基因c-myc共1990bp的序列对鳄目现存种类的系统发生关系进行了研究。基于这3个独立基因数据和综合序列数据,采用最大简约法、最大似然法、贝叶斯法等多种分析方法构建系统树,得到鳄目属间及种间关系。其结果均支持食鱼鳄属Gavialis与马来假食鱼鳄属Tomistoma的亲缘关系较近,构成姐妹群并位于鳄科分支的基部。非洲窄吻鳄(Crocodylus cataphractus)与骨喉鳄(Osteolaemus tetraspis)形成姐妹群,它们的亲缘关系比与其它真鳄类的关系更近,赞同非洲窄吻鳄应从鳄属中独立出来归属于长吻鳄属Mecistops的观点,因此鳄科包括鳄属、骨喉鳄属和长吻鳄属,它们的关系为(鳄属(骨喉鳄属,长吻鳄属))。鼍科4属中凯门鳄属与黑鳄属关系最近,接下来的是古鳄属、鼍属,而且鼍属是鼍科中起源最早的类群。扬子鳄(Alligator sinensis)与密河鳄(Alligatormississippiensis)较近的亲缘关系得到支持,但它们并没有形成姐妹群关系。对于鳄属内的种间关系,本研究没有得出明晰可靠的拓扑结构,这可能与所选用的核基因在进化中稍保守有关,建议今后的研究应侧重于寻找进化速率较高的分子遗传标记,这样就可以阐明鳄目中进化分歧相对较晚种类的亲缘关系。  另外,对鳄类BDNF和NT-3基因的核苷酸序列、氨基酸序列进行分析,结果显示,其序列成熟区的核苷酸dN/dS的比率很低,分别为0.057、0.034,前体区较高,为0.13、0.97。BDNF和NT-3蛋白的氨基酸序列保守性在脊椎动物中表现出极强的保守性。蛋白前体区和成熟区保守程度巨大的差异也是比较有趣的现象,从而也揭示了其编码的蛋白成熟区和前体区不同的功能,认为成熟区氨基酸序列的保守是由其所受的巨大的自然选择压力决定的。
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