基于COI基因序列的鱼类系统发育分析
中国近海石首鱼科鱼类DNA条形码及分子系统学研究
中国近海石首鱼科鱼类DNA条形码及分子系统学研究石首鱼科(Sciaenidae)鱼类简称石首鱼类,在中国海洋渔业中占有重要的地位,其中大黄鱼(Larimichthys crocea)和小黄鱼(L.polyactis)位列中国的四大海产,黄唇鱼(Bahaba taipingensis)、褐毛鲿(Megalonibea fusca)等价值不菲,但近年来海洋捕捞、环境污染等问题使石首鱼科的一些种类数量剧减,甚至有些濒临灭绝。
迄今已报道的中国石首鱼类约有18属35种,因外部形态极为相似,且传统的分类鉴定多依据内部解剖特征,导致物种鉴定困难,目前系统发育关系仍存争议。
本文分析了中国近海石首鱼科18属34种269个体标准DNA条形码线粒体COI基因序列,并将测序的17种鱼的COI、Cytb和ND2基因全长序列与GenBank 下载的24种石首鱼的同源序列结合进行系统发育分析,旨在丰富中国石首鱼类DNA条形码数据库,探讨部分属种的有效性和系统发育关系,结果如下:基于DNA 条形码序列的系统树与ABGD分析一致分为32个分支,基于K2P模型的分支间平均遗传距离为0.239(0.0376~0.399),均大于2%阈值;分支内平均遗产距离为0.0026(0~0.014),均小于2%阈值;分支间平均遗传距离约为分支内的92倍,形成明显的DNA条形码间隙。
除单一序列物种形成的单种支外,其它28分支中有18个为单种支(64%),由多个物种混杂而成的分支占25%,而同一物种被分到不同分支(该物种布及的所有分支)达到25%;表明DNA条形码分析结果与传统形态分类存在一定差异,石首鱼类的形态分类较为混乱。
研究结果支持黑鳃梅童鱼(Collichthys niveatus)与棘头梅童鱼(C.lucidus)分为2个种的分类处理。
双棘原黄姑鱼(Protonibea diacanthus)可能经历了近期辐射进化或存在较高的多样性;褐毛鲿、斑点翼牙?(Pterotolithus maculatus)可能存在杂交现象、不完全谱系分选或人为错鉴;浅色黄姑鱼(Nibea coibor)与黑缘黄姑鱼(N.soldado)的关系还需进一步研究;DNA条形码未能有效鉴定日本银身?(Argyrosomus japonicus)和厦门银身?(A.amoyensis);叫姑鱼属(Johnius)可能普遍存在鉴定问题。
基于COI基因的光倒刺鲃群体遗传多样性与遗传分化研究
基于COI基因的光倒刺鲃群体遗传多样性与遗传分化研究作者：李文俊李强韩崇李陇旭易祖盛桂林钟良明来源：《安徽农业科学》2021年第22期摘要 [目的]全面了解光倒刺鲃的遗传多样性和遗传结构，为其种质资源保护和利用提供科学依据。
[方法]采用自行设计的引物对9条水系共209尾光倒刺鲃样本的线粒体COI基因序列进行测定与分析，并探讨其遗传结构和遗传多样性水平。
[结果]在209条COI基因序列中，共检测到12个单倍型，单倍型多样性为0.80 核苷酸多样性为0.008 2。
单倍型系统树显示，所有群体聚成2支，东江群体的全部样本及北江、赣江和九龙江水系的部分样本组成Ⅰ支，其余样本组成Ⅱ支。
单倍型网络分析显示，东江群体单倍型与北江、赣江和九龙江部分个体关系较近，但与其他个體关系相对较远;珠江水系大部分群体与长江、钱塘江、九龙江大部分群体分布于不同的分支。
AMOVA分析表明，光倒刺鲃COI基因序列变异主要来自地理区内群体间，占82.33%。
错配分析及中性检验显示，大多数群体相对稳定，未发生过群体扩张。
[结论]光倒刺鲃群体的遗传多样性总体偏低，应加强对其种质资源的保护;东江水系与珠江水系其他群体既存在一定隔离，又存在着基因交流;珠江水系群体与长江水系群体间分化明显。
关键词光倒刺鲃;COI基因;遗传多样性;遗传分化中图分类号 S-917.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）22-0125-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.030开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Genetic Diversity and Genetic Differentiation of Spinibarbus hollandi Based on COI geneLI Wen-jun， LI Qiang， HAN Chong et al（School of Life Science， Guangzhou University， Guangzhou，Guangdong 510006）Abstract [Objective] To understand the genetic diversity and genetic structure of Spinibarbus hollandi more comprehensively， and provide scientific basis for the conservation and utilization of its wild germplasm resources.[Method] The mitochondrial COI gene sequences of 209 S. hollandi samples from 9 rivers were determined and analyzed with designed primers， and its genetic diversity and genetic differentiation level were discussed. [Result] Among 209 COI gene sequences， 12 haplotypes were detected， with haplotype diversity of 0.801 0 and nucleotide diversity of 0.008 2. Phylogenetic tree of haplotypes showed that all haplotypes gathered into two branches （branches 1：all the samples Dongjiang population and some individuals of Beijiang， Ganjiang and Jiulong River）. Network analysis of haplotypes showed that haplotype of Dongjiang population was closely related to some individuals in Beijiang， Ganjiang and Jiulong River， but far related to other individuals. The majority of the population of the Pearl River distributed in different branches compared with the majority of the population of the Yangtze River， Qiantang River， and Jiulong River. AMOVA analysis showed that the variation of COI gene sequences of S. hollandi was mainly from within groups， accounting for 82.33%. Mismatch analysis and neutral test showed that mostpopulations were relatively stable without population expansion. [Conclusion] The genetic diversity of S. hollandi population is generally low， so the protection of its germplasm resources should be strengthened. There is not only certain isolation but also gene exchange between Dongjiang population and other populations in the Pearl River. There is obvious differentiation of populations between the Pearl River and the Yangtze River.Key words Spinibarbus hollandi;Cytochrome oxidase subunit I sequence;Geneticdiversity;Genetic differentiation鱼类线粒体DNA已成为研究鱼类进化遗传与系统演化关系的重要分子标记，广泛应用于群体遗传学研究[1]。
东海海鳗基于COI基因片段的遗传多样性分析
东海海鳗基于COI基因片段的遗传多样性分析东海海鳗（Gorgasia preclara）是一种分布于中国东海地区的深海鱼类。
为了探索东海海鳗的遗传多样性，可以利用分子生物学技术分析其基因组的COI基因片段。
COI基因片段是线粒体DNA编码的细胞色素c氧化酶亚基的一部分，被广泛用作物种鉴定和遗传多样性研究的分子标记。
首先，可以通过采集东海海鳗的组织样品，如鳍、鳞片或者肌肉组织，提取总DNA。
提取的DNA经过PCR扩增COI基因片段，得到一系列DNA片段。
这些片段可以通过电泳技术进行分离和检测。
接下来可以利用基因测序技术对PCR扩增产物进行测序，得到每个个体的COI基因序列。
收集到的COI序列可以进行序列比对，通过比对分析，可以计算出东海海鳗个体间的遗传距离。
遗传距离可以用来计算不同个体之间的相对遗传关系和遗传结构。
在进一步分析中，可以利用遗传距离来进行遗传群体结构分析。
常见的方法是使用聚类分析方法，如UPGMA（非加权对组平均法）和NJ（邻接法）。
这些方法可以将东海海鳗个体根据遗传相似性划分为不同的群体，并计算每个个体到其他个体的遗传距离。
此外，还可以利用主成分分析（PCA）和相关性分析（Correspondence analysis）等方法对个体进行遗传结构分析。
在研究东海海鳗的遗传多样性时，还可以对COI序列进行遗传多样性指数分析。
遗传多样性指数可以反映种群内和种群间的遗传多样性水平。
常见的遗传多样性指数包括平均杂合度（H）和核苷酸多样性指数（π）。
这些指标可以用来评估东海海鳗种群的遗传多样性水平，并与其他种群进行比较。
通过以上的遗传分析方法，可以揭示东海海鳗的种群结构、遗传多样性和遗传关系等重要信息。
这些信息对于保护和管理东海海鳗的资源具有重要意义，也为与东海海鳗相关的生态系统研究提供了基础数据。
东海海鳗基于COI基因片段的遗传多样性分析
『 ４ １ 贺舟挺 ， 周永东， 徐 开达 ， 等． 海鳗个体繁 殖力与 生物 学指 标的关系分析『 Ｊ １ ． 海洋渔业， ２ ０ ０ ７ ， ２ ９ （ ２ ） ： １ ３ ４ — １ ３ ９
【 ５ 】 林 星． 海鳗生物学特性和无公害养殖技术 『 Ｊ 】 ． 养殖与饲
Ｌ ｉ Ｐｅ ｎ ｇ ｆ ｅ ｉ ， Ｘｕ Ｋａ ｉ ｄ ａ， Ｚｈ ｕ Ｗｅ ｎ ｂ ｉ ｎ， Ｚｈ ａ ｎ ｇ Ｙａ ｚ ｈ ｏ ｕ
（ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｉ ｆ ｓ ｈ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｚ ｈ ｏ ｕ ｓ ｈ ａ ｎ ３ １ ６ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
参考文献 ：
【 １ 】 周永 东． 浙江近 海海鳗资源 生物 学研 究【 Ｄ 】 ． 上海 ： 上海海 洋大学， ２ ０ ０ ６ 『 ２ １ 周永东， 徐 汉祥． 应 用体 长股分析法估算东海海鳗 资源量 ｆ Ｊ １ ． 浙江海洋学院学报 （ 自然科 学版 ） ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ６ （ ４ ） ： ３ ９ ９ — ４ ０ ４ 【 ３ １ 张亚洲 ， 朱文斌 ， 李鹏 飞．东海海鳗摄食 习性 的季节 变化 及 随生长 的 变化 ｆ Ｊ ］ ． 浙 江海 洋 学院 学报 （ 自然科 学版 ） ，
通过序列 比对分析 ， １ ４ 个个体的序列共检测到 ２种 单 倍 型 （ Ｇ ｅ ｎ Ｂ ａ ｎ ｋ登 录 号 ： ＨＭ ０ ６ ８ ２ ７ ９ ，
ＨＭ０ ６ ８ ２ ９ ２ ） 。６ ８ ４ ｂ ｐ仅发 现 １ 个 变异 位点 ，为 Ｃ ／ Ｔ 转换 ， 无 简约信 息位点 。 利用 Ｄ Ｎ Ａ ｓ ｐ软 件 对 东 海 区海 鳗 基 于 Ｃ ０ Ｉ基 因序 列 进行 了遗 传 变异 参 数 统计 ， 结果 显 示 ， 单倍
基于DNA条形码技术的鱼类系统分类学研究
基于DNA条形码技术的鱼类系统分类学研究DNA条形码技术是近年来发展起来的一种重要的遗传学技术。
它基于对基因组DNA中的一小部分区域的测序，可以提供一种快速、准确的鉴定生物种类的方法。
因此，DNA条形码技术在生物分类学研究领域发挥了非常重要的作用。
鱼类是种类非常多的一类动物，根据传统的分类学方法，鱼类的分类繁琐而复杂，不仅需要通过形态学特征进行分类判定，而且还要考虑生态习性、地理分布等因素，因此鱼类的分类一直以来都是一个难题。
然而，随着DNA条形码技术的发展，鱼类的分类学研究已经有了很大的进展。
DNA条形码技术对于鱼类分类学研究的意义在于，它可以通过测定所有鱼类物种的同一区域的DNA序列，快速、准确地获取鱼类物种之间的遗传分化信息。
这个区域被称为“COI基因”，是线粒体DNA的一部分，相对稳定，且易于进行PCR扩增和测序。
因此，通过COI基因测序，可以建立一张鱼类物种之间的遗传关系网络图，这个关系网络图可以反映不同物种之间的遗传差异，从而更为清晰地刻画各个物种之间的亲缘关系。
对于鱼类分类学研究来说，DNA条形码技术的应用可以帮助鱼类分类学家更好地了解鱼类的系统进化历史以及其形态学特征与遗传差异之间的关系。
例如，某些物种可能因为其相似的形态学特征被归为同一属或同一科，但是在遗传层面上，它们却有明显的差异，这就说明了它们的分类被漏识或被错误分类的情况。
另外，在鱼类物种繁多的情况下，DNA条形码技术可以帮助分类学家快速地鉴别各个物种的身份，这在鱼类资源保护和利用方面有着极为重要的意义。
除了对于鱼类分类学研究的影响之外，DNA条形码技术还可以帮助构建鱼类遗传多样性数据库，从而更好地了解不同物种在遗传多样性和种群遗传结构方面的差异。
这对于鱼类资源保护、遗传改良和鱼类育种都有着十分重要的作用。
尽管DNA条形码技术在鱼类分类学研究方面的应用已经取得了一些重要的进展，但是这种技术仍然面临着一些局限性。
例如，COI基因虽然稳定，但是在某些情况下，可能会出现同种内COI基因序列差异较大的情况，这些差异可能与环境因素、物种间杂交等因素有关。
4种常见鲤科鱼类DNA条形码的研究
4种常见鲤科鱼类DNA条形码的研究王茜;金毅成【摘要】测定了天津地区养殖的彭泽鲫、黄金鲫、乌克兰鳞鲤、鲤鱼4种共13尾鱼长度为814 bp的COI部分基因序列,以白鲢、罗非鱼作为外群.利用Mega4.1软件进行序列组成统计分析、种内及种间遗传距离分析,并用邻接法构建系统发育树(NJ树),在NJ树上共发现由不同物种组成的5个分支,这与传统的分类学结果一致.该研究结果显示,COI基因部分序列不但可以作为物种辨识的良好DNA条码,而且在鲤科鱼类的种间系统发生关系分析方面也具有一定的适用性.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)027【总页数】3页(P9281-9282,9316)【关键词】鲤科鱼类;DNA条形码;分子系统学;COI基因【作者】王茜;金毅成【作者单位】天津农学院水产科学系,天津市水产生态及养殖重点实验室,天津300384;天津农学院水产科学系,天津市水产生态及养殖重点实验室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】S188利用DNA条形码技术鉴别己知物种和发现新物种构建条形码标准数据库，是目前分子生物学和分类学发展的最新方向［1－3］。
与其他分子标记如RFLP、RAPD、基因芯片技术相比，DNA条形码具有易于构建统一的DNA条形码数据库;重复性高;使用方便等优势。
2003年在美国CSHA(The Cold Spring Harbor Asia Conferences)召开的全球会议制定了国际生命条形码计划(International Barcode of Life projeet)的编定计划，并首次将DNA条形码技术用于海洋生物的普查研究［4］。
很多国际组织也自行建立DNA条形码数据库，有较大影响和较大规模的组织包括FISH－BOL、Canadian Fauna和Birds等。
FISH－BOL组织计划对所有鱼类进行DNA条形码数据库的建立，重点针对1.5万种海洋鱼类的DNA条形码，目前己经获得5 000多种鱼类的DNA条形码数据。
鳅科鱼类 DNA 条形码分析及泥鳅和大鳞副泥鳅的分子鉴定
鳅科鱼类 DNA 条形码分析及泥鳅和大鳞副泥鳅的分子鉴定张望;陈秀开;彭勇;李正高【摘要】采集了23种鳅科鱼类89尾个体的线粒体COI基因5端序列，分析了碱基组成以及不同鳅科鱼类之间的种间遗传距离和种内遗传距离。
结果显示，鳅科鱼类的种间遗传距离显著大于种内遗传距离，表明以COI作为鳅科鱼类DNA条形码进行品种鉴定具有一定的可行性。
在建立鳅科鱼类DNA条形码的基础上，设计了主要物种泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）和大鳞副泥鳅（Paramisgurnus dabryanus）特异性引物，结果显示，该引物具有较高的特异性和灵敏度，能够实现对泥鳅、大鳞副泥鳅及其混合样品的物种鉴定。
%Mitochondrial COI 5 ’ sequences of 89 cobitidae fishes belonging to 23 species were collected .The DNA base composition was analyzed , the genetic variation among species and within species were calculated .It was proved that COI gene is a valid DNA barcoding gene for species identification of Cobitidae .On the basis of Cobitidae DNA barcoding, spe-cies-specific primers for Misg runus anguillicaudatus and Para misgurnus dabryanus were designed.The result suggests the species-specific primers could identify Misgurnus anguillicaudatus, Paramisgurnus dabryanus and their mixtures with high specificity and sensitivity .【期刊名称】《淡水渔业》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P19-24)【关键词】泥鳅(Misgurnus anguil licaudatus);DNA条形码;鳅科;物种鉴定【作者】张望;陈秀开;彭勇;李正高【作者单位】连云港出入境检验检疫局，江苏连云港 222042;连云港出入境检验检疫局，江苏连云港 222042;连云港出入境检验检疫局，江苏连云港 222042;连云港出入境检验检疫局，江苏连云港 222042【正文语种】中文【中图分类】S917.4泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)属于鲤形目(Cypriniformes)鳅超科(Cobitoidea)鳅科(Cobitidae)，是国内外消费者喜爱的经济鱼类［1］。
基于线粒体co1基因序列的dna条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用
基于线粒体co1基因序列的dna条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用DNA条形码技术是一种新兴的物种鉴定方法，通过对生物样品中特定基因片段的序列进行分析，可以快速、精确地鉴定生物物种。
在鱼类物种中，线粒体CO1基因序列被广泛用于DNA条形码分析。
本文将探讨基于线粒体CO1基因序列的DNA条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用。
一、线粒体CO1基因的特点线粒体CO1基因是线粒体DNA中编码蛋白质的基因之一。
该基因在不同鱼类物种中的序列变异性非常高，但同种鱼类物种中的序列差异很小。
这一特点使得线粒体CO1基因序列成为一种很好的DNA条形码。
此外，线粒体CO1基因的序列长度大约在650个碱基对左右，长度适中，易于测序和分析。
二、鲤科鲌属鱼类物种的特点鲌属（Carassius）是鲤科（Cyprinidae）中的一个属，包括了很多鲫鱼的近缘种。
该属鱼类物种的形态结构、生态习性和分布范围等方面存在着很大的差异。
因此，传统的形态学鉴定方法仅仅基于形态的特征来判断鱼类物种的真实身份往往存在着一定的误差。
三、基于线粒体CO1基因序列的DNA条形码在鲌属鱼类物种鉴定中的应用由于鲌属鱼类物种的形态和基因序列存在一定的差异，因此可以利用线粒体CO1基因序列作为DNA条形码来鉴定不同鲌属鱼类物种之间的差异。
研究表明，基于线粒体CO1基因序列的DNA条形码可以成功地鉴定不同鑫龙鱼种群之间的态差异，且比传统的形态鉴定方法更为准确和高效。
此外，基于线粒体CO1基因序列的DNA条形码技术还可以用于鱼类物种的遗传连锁图谱构建、种群遗传学研究、鱼类物种起源和演化研究等领域。
研究还表明，DNA条形码技术的开发和应用对于保护和管理鱼类物种资源具有积极的意义。
四、DNA条形码技术在鱼类物种鉴定中的优点相比传统的形态学鉴定方法，DNA条形码技术具有如下优点：1.高效： DNA条形码技术可以快速准确地鉴定大量的鱼类物种，比传统的形态学鉴定方法更为高效。
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基于COI基因序列的鱼类系统发育分析
鱼类是水生动物中最为丰富的一类，它们在自然界中分布广泛，数量庞大。
鱼类学是生物学的重要分支，而鱼类系统发育研究是鱼类学研究的核心内容之一。
鱼类的分类和演化历史一直是生物学家们关注的热点问题。
通过基于COI基因序列的鱼类系统发育分析，可以进一步揭示鱼类的演化历史和分类关系，为鱼类学的发展提供重要的参考。
一、COI基因的介绍
COI基因，即线粒体细胞色素氧化酶亚基。
在细胞色素氧化酶复合体中，COI 基因编码的是其中一个亚基，是线粒体DNA的一部分。
此基因在各个物种之间具有高度的保守性，在分子进化学中也成为了一种常用的分子标记。
COI基因可用于鱼类分子系统发育研究。
二、系统发育的基本概念
系统发育学是通过生物形态学、生理生化学和分子生物学等多方面的研究，以确定物种间或基元群（亚种、种、属等）的进化历程和基本的分类关系。
在系统发育学中，有着许多基本的概念需要了解：
（1）基元群：由于进化过程是连续的，而人们又需要将进化上的过程分割成各个阶段，因此需要将不同层次的类群进行划分，以便我们更好地理解和掌握不同层次类群的分类关系。
基元群是物种、亚种、种、属、亚科、科、亚目、目、纲、门等之间的分类等级。
（2）近缘群：含有公共祖先的两个基元群。
（3）演化树：也称为系统进化树（Phylogenetic tree），是一种描述不同生物种类或亚种之间亲缘关系的有向树，用来反映基元群的分类关系和进化程度。
三、鱼类的分类体系
鱼类是一类非常多样化的生物群体，根据传统分类方法，鱼类的分类被分为两
大类：硬骨鱼和软骨鱼，硬骨鱼又可分为射线鱼和棘鳍鱼。
在20世纪中叶，分子
生物学的发展促进了分类学的更新。
2006年，鱼类学会发布了最新的鱼类分类系统，其中硬骨鱼分为两个大类：蓝线鱼类和四足鱼类。
四、基于COI基因的鱼类系统发育分析
鱼类的系统发育研究始于形态学的比对，而近年来，随着分子生物学的快速发展，基于分子标记的分析也逐渐成为了研究鱼类分类和演化的常用方法。
其中，基于COI基因的系统发育分析方法已经成为一个较成熟的技术路线，其技术路线基
本上是包含以下几个流程：
1. 搜集鱼类样本。
选择代表性和数量充分的样本一是COI基因分析有效性的保障，也对最后的分类结果产生着至关重要的影响。
2. 西式提取基因组DNA，以COI特异的引物扩增。
3. 抽提PCR产物进行从克隆、测序、校对序列、保存序列。
4. 利用分子进化学原则计算不同样本之间的亲缘关系和进化距离，构建进化树。
基于COI基因的系统发育分析方法具有灵敏度高、数据扩展性好等特点，可广泛应用于物种分化进程、物种形成及多个物种的关系等研究领域。
COI分子标记
也被广泛用于外来种的侵入研究、物种鉴定等领域。
五、结论
基于COI基因序列的鱼类系统发育分析，能够为鱼类分类学和演化历史提供重要的分子标记，并为其赋予了一定深度和长度。
虽然这种分析方法已经成为了成熟的技术路线之一，但是仍需在数据采集、样本分析、进化树构建等方面下功夫，以获取更为准确和可靠的结果。
鱼类学乃至整个生物学领域的研究将持续前行，也迎来更为广阔的发展空间和机遇。