Evolutionary characteristics of the fish mitochondrial DNA and its utilization for analysis of population and phylogeny

鱼类线粒体DNA的进化特征及其在种群和系统发育分析中的应用

基本信息

项目摘要

Though the mitochondrial DNA (mtDNA) has been utilized for population and phylogeny analysis of fishes as a primary source of genetic markers, its evolutionary characteristics have not been clarified enough. In this project, evolutionary characteristics of the mtDNA were examined through analyzing the two ribosomal RNA genes, several protein-coding genes, and the control region. In addition, by using sequence data from these genes, population structure analysis and phylogenetic analysis of closely related species as well as distantly related species of fishes were made. Main points of the results are as follows. 1) The control region is useful for population and phylogeny analysis of intraspecific populations or closely related species because of its high variability, but there are some .exceptions that this region is not so variable. 2) Phylogenetic information from the ribosomal RNA genes is sometimes not enough for resolving phylogenetic relationships among distantly related groups such as families. 3) For analysis of deep-branches, compilation of data from many protein-coding genes appears to be useful. 4) A "molecular clock" from a couple of protein-coding genes was calibrated for fishes. During this study, an effective method for amplifying and sequencing of a total mitochondrial genome of fishes was established by utilizing so-called the long PCR techniques. In the next step of this study, the new method can be fully utilized in obtaining and characterizing complete mtDNA sequences from many fishes, and the resulting sequence data will be effectively used for examining phylogenetic relationships of major groups of fishes in detail.
尽管线粒体DNA(mtDNA)已用于人群,并且将鱼类作为遗传标记的主要来源,但其进化特征尚未足够澄清。在该项目中,通过分析两个核糖体RNA基因,几个蛋白质编码基因和对照区域检查了mtDNA的进化特征。此外,通过使用来自这些基因的序列数据,进行了种群结构分析和密切相关的物种以及遥远相关的鱼类的系统发育分析。结果的要点如下。 1)控制区对于种群内种群或密切相关的物种的系统发育分析很有用,因为它的变异性很高,但是有些感觉到该区域并不那么可变。 2)来自核糖体RNA基因的系统发育信息有时不足以解决远距离相关群体(例如家族)之间的系统发育关系。 3)为了分析深部分支,来自许多蛋白质编码基因的数据汇编似乎很有用。 4)用鱼类校准了几个蛋白质编码基因的“分子时钟”。在这项研究中,通过利用所谓的长PCR技术来建立一种有效的鱼类总线粒体基因组的有效方法。在本研究的下一步中,可以完全利用新方法来获得和表征来自许多鱼类的完整mtDNA序列,并且将有效地使用所得序列数据来检查主要鱼类的系统发育关系详细。

项目成果

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Miya,M.: "Molecular Phylogery and evolution of the deep-sea fish genus Sternoptyx."Molecular Phylogeneties and Evolution. 10. 11-22 (1998)
Miya,M.:“深海鱼属Sternoptyx 的分子系统发育和进化。”分子系统发育和进化。
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Aoyama J., N. Mochioka, T. Otake, S. Ishikawa, Y. Kawakami, P. Castle, M. Nishida, K. Tsukamoto: "Distribution and dispersal of anguillid leptocephali in the western Pacific ocean revealed by molecular analysis."Marine Ecology Progress Series. (in press).
Aoyama J.、N. Mochioka、T. Otake、S. Ishikawa、Y. Kawakami、P. Castle、M. Nishida、K. Tsukamoto:“通过分子分析揭示西太平洋细头鳗的分布和扩散。”
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Aoyama,J.: "Distribution and dispersal of anguillid leptocephali in the western Pacific ocean revealed by molecular analysis."Marine Ecology Progress Series. (in press).
Aoyama,J.:“通过分子分析揭示西太平洋细头鳗的分布和扩散。”海洋生态学进展系列。
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Miya, M.: "Molecular systematics of the deep-sea fish genus Gonostoma (Stomiiformes: Gonostomatidae) two paraphyletic clades and resurrection of Sigmops"Copeia. 2000(印刷中). (2000)
Miya, M.:“深海鱼类 Gonostoma 属(Stomiiformes:Gonostomatidae)两个并系进化枝的分子系统学和 Sigmops 的复活”Copeia 2000(印刷中)。
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Kumazawa, Y.: "Molecular phylogenetic analysis of vertebrate radiations"1999-003. 135-143 (2000)
Kumazawa, Y.:“脊椎动物辐射的分子系统发育分析”1999-003。
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