棘皮动物线粒体基因组的基因重排、分子标记及系统发生分析

摘要：

棘皮动物（echinoderms）是海洋生境中所特有的无脊椎动物重要类群，本文全面比较分析了棘皮动物29个物种的线粒体全基因组。线粒体基因组主编码基因的分析结果显示，海胆纲Echinoidea和海参纲Holothuroidea物种的基因排列完全相同；海星纲Asteroidea物种之间的基因排列也完全相同，然而与海胆纲、海参纲相比，存在一个长片段的倒位。海百合纲Crinoidea的栉羽星犘犺犪狀狅犵犲狀犻犪犵狉犪犮犻犾犻狊和花形羽枝犉犾狅狉狅犿犲狋狉犪狊犲狉狉犪狋犻狊狊犻犿犪主编码基因的基因排列完全相同，地中海海羊齿和海百合犖犲狅犵狔犿狀狅犮狉犻狀狌狊狉犻犮犺犲狉犻与此相比，均存在一个蛋白质编码基因（狀犪犱4犔）的易位。蛇尾纲Ophiuroidea真蛇尾目Ophiurida的3个科（阳遂足科Amphiuridae、辐蛇尾科Ophiactidae和栉蛇尾科Ophiocomid-ae）主编码基因的基因排列完全相同，而同属于真蛇尾目，另外一个科（真蛇尾科Ophiuridae）的白色真蛇尾犗狆犺犻狌狉犪犪犾犫犻犱犪和灰色真蛇尾犗狆犺犻狌狉犪犾狌狋犽犲狀犻，与同目的前3个科相比，存在3个蛋白质编码基因（狀犪犱1、狀犪犱2和犮狅犫）的倒位。蛇尾纲蔓蛇尾目Euryalida的海盘犃狊狋狉狅狊狆犪狉狋狌狊犿犲犱犻狋犲狉狉犪狀犲狌狊，与真蛇尾目5个线粒体基因组相比，存在主编码基因的重排。棘皮动物线粒体单基因的变异位点特征显示，狀犪犱5、狀犪犱4和狀犪犱2基因是理想的分子标记基因。基于29个线粒体基因组的氨基酸序列，通过两种方法（邻接法和最大似然法）所构建系统发生树的拓扑结构完全一致。支持其下分的5个纲（蛇尾纲、海参纲、海胆纲、海星纲和海百合纲）均为单系群。线粒体基因组的数据支持棘皮动物动物在纲层次的亲缘关系为：（（（海胆纲＋海星纲）＋海参纲）＋蛇尾纲）＋海百合纲，海百合纲作为棘皮动物中最为古老的类群，位于系统发生树的根部。基于线粒体基因组构建的系统发生树，支持所有的科均为单系群；综合系统发生树及主编码基因的基因重排分析，均支持真蛇尾目并非单系发生，真蛇尾目的有效性还值得今后深入研究。

关键词：线粒体基因组、蛋白质编码基因、基因重排、分子标记、系统发生、棘皮动物

分类号：Q915.821(古生物学)

资助基金：国家自然科学基金40906067；香江学者计划XJ2012056；中国博士后科学基金2012M510054，2012T50218；中央财政支持地方高校发展专项资金CXTD04，CXTD01；江苏省海洋生物技术重点实验室资助项目2009HS13、2011HS009；江苏省“青蓝工程”人才基金资助项目苏教师[2010]27号；江苏高校优势学科建设工程资助项目。

在线出版日期：2013-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：137-146