纖毛蟲原生動物若干重要類群的分子系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、纖毛蟲原生動物由于復(fù)雜特化的細胞器結(jié)構(gòu)(如纖毛、皮膜結(jié)構(gòu))、分司不同功能的大小兩種核型以及獨特的接合生殖方式，在分子水平的細胞學、真核生物遺傳學，尤其在細胞衰老及基因調(diào)控、核一質(zhì)關(guān)系、細胞分化與反分化、細胞器的結(jié)構(gòu)與功能、寄生共生生態(tài)位間關(guān)系、生命的起源與進化等研究領(lǐng)域具有重要的研究價值和意義。 我國纖毛蟲原生動物的研究，尤其是海洋類群纖毛蟲原生動物系統(tǒng)發(fā)育學的研究，雖然有了二十多年的積累，但由于傳統(tǒng)技術(shù)手段的限制以及相關(guān)信息

2、的局限(包括細胞發(fā)生資料和分子生物學信息)，許多類群的分類地位及系統(tǒng)關(guān)系長期存疑(特別是那些罕見及處于關(guān)鍵演化地位的類群)，大量空缺以及前人所遺留下的不足、混亂和錯誤急需分子水平的修訂和清理，同時許多迄今尚未涉及類群的分子生物學信息的空白有待填補。 利用纖毛蟲相對保守的小亞基單位核糖體基因(SSU rRNA)及相對變異較大的ITS1-5.8S-ITS2序列探討其分子分類學特征、系統(tǒng)發(fā)生和演化地位，已成為本領(lǐng)域以形態(tài)學和細胞發(fā)生

3、學為主的系統(tǒng)學研究不可或缺的重要組成。然而，由于國際間分子生物學研究起步較晚以及類群間工作進展的不平衡，導致了大量的地位不明種或關(guān)鍵類群相關(guān)信息的缺失，此又進一步地限制了對諸多相關(guān)研究(基因種的建庫、綱目級階元的系統(tǒng)定位等)的開展。尤其是在許多發(fā)生學資料缺乏并且長期系統(tǒng)學地位不明的類群，分子工作的開展將在很大程度上解決和完善許多關(guān)鍵類群在系統(tǒng)進化上的爭議和不足。 本工作在SSU rRNA、ITS區(qū)等序列測序、分析的基礎(chǔ)上，首次

4、完成了對纖毛門內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育地位長期不明的若干重要科屬之系統(tǒng)學分析，涉及5綱、10目、16科、19屬、25種纖毛蟲的小亞基單位核糖體rRNA基因、13種纖毛蟲的轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)域(ITS1-5.8S-ITS2序列)分析、分子樹構(gòu)建、系統(tǒng)地位的確認，并對其分類學上的混亂和疑點進行討論和澄清。 主要創(chuàng)新成果如下： 1．旋唇綱(涉及六個代表類群腹棘蟲、心毛蟲、盤頭蟲、擬盤頭蟲、偽小雙蟲及線雙蟲的7個SSU rRNA基因)

5、(1)腹棘蟲與擬游仆蟲形成單源發(fā)生系即腹棘蟲科，構(gòu)成雙眉蟲-尾刺蟲-游仆蟲復(fù)合體(包括游仆蟲，舍太蟲，楣纖蟲等典型的游仆類)的中間類群； (2)心毛蟲和凱毛蟲證實為旋唇類中一個祖先型，代表了一個處于外圍的低等分支； (3)盤頭類與偽小雙蟲類之單元發(fā)生分別被確認，且表現(xiàn)了較近的系統(tǒng)關(guān)系；分子信息表明，兩類纖毛蟲同為排毛亞綱和游仆亞綱的邊緣類群，代表旋唇綱下的目級階元，即盤頭目，該目下轄兩個亞目：盤頭亞目和偽小雙蟲亞目；

6、 (4)對旋唇綱及其下亞綱的單系性進行多次討論，并對該綱種類的分類學上的混亂和疑點進行部分澄清。 2．寡膜綱(涉及2個代表類群闊口蟲和污棲蟲的SSU rRNA基因以及10個代表類群的ITS區(qū)序列) (1)根據(jù)其獨特的形態(tài)特征建立了1新科(闊口蟲科)、1新屬(闊口蟲屬)、1新種(中華闊口蟲)，其在分子系統(tǒng)樹深位的分支顯示，該闊口蟲代表了一個與膜袋蟲科平行的科級階元，支持新科的成立； (2)嗜污蟲科下

7、轄的兩屬嗜污蟲和污棲蟲未表現(xiàn)出較近的親緣關(guān)系，顯示嗜污蟲科可能為多源發(fā)生； (3)首次利用轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列(ITS)二級結(jié)構(gòu)信息并對比SSU rRNA基因數(shù)據(jù)全面討論了盾纖亞綱內(nèi)各主要代表類群的系統(tǒng)關(guān)系，在最新數(shù)據(jù)的采依基礎(chǔ)上，構(gòu)建了新的分子發(fā)育樹，同時確認了二級結(jié)構(gòu)信息在纖毛蟲科級及以上階元劃分中的指標價值和作用。 3．葉咽綱(涉及3個代表類群斑吸管蟲、殼吸管蟲和擬殼吸管蟲的7個SSUrRNA基因) (1)

8、吸管類纖毛蟲為一單系類群； (2)在吸管蟲進化枝內(nèi)部，位于最底部是外生類，內(nèi)生類位于進化枝的末端，外翻類處于兩者之間，顯示吸管蟲的出芽生殖方式的進化與基因進化一致，其進化過程為外出芽生殖--外翻出芽生殖--內(nèi)出芽生殖。 4．異毛綱(涉及7個代表類群突喇叭蟲、突口蟲、蠶豆蟲、瓶囊蟲、爽口蟲、環(huán)須蟲和麗克蟲的8個SSU rRNA基因) (1)廣義的(經(jīng)典的)異毛類纖毛蟲為一多源發(fā)生系，包含現(xiàn)代意義的異毛綱，部分

9、旋唇綱及其他種類； (2)首次預(yù)測并比較了廣義的異毛類纖毛蟲SSU rRNA基因二級結(jié)構(gòu)； (3)在單源發(fā)生的異毛綱內(nèi)，環(huán)須蟲先于其他種類分支，推測可能是該類纖毛蟲的祖先型；傳統(tǒng)的爽口蟲科實為一并系復(fù)合體；蠶豆蟲-海水喇叭蟲-平囊蟲，突喇叭蟲-突口蟲分別顯示了密切的親緣關(guān)系。 5．未明類群(涉及1個代表類群中縊蟲的SSU rRNA基因) (1)中縊蟲的SSU rRNA基因序列及二級結(jié)構(gòu)較其他纖毛蟲