对中国重庆地区Reeves’麂(学名:Muntiacus reevesi Ogilby, 1839,属于偶蹄目鹿科)完整线粒体基因组的描述及其系统发育分析

《Mitochondrial DNA Part B》:Description and phylogenetic analysis of the complete mitochondrial genome of Reeves’ muntjac, Muntiacus reevesi Ogilby, 1839 (Artiodactyla; Cervidae), from Chongqing, China

【字体: 时间:2025年11月19日 来源:Mitochondrial DNA Part B 0.5

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  该研究测序了重庆东南部一只麂的完整线粒体基因组(GenBank: PP506676),包含13个PCGs、22个tRNA及2个rRNA基因,并整合公共数据库数据。系统发育分析显示该种群与其他麂存在显著遗传差异,提示其遗传多样性丰富或存在地理隔离的未发现种群,为物种鉴定和遗传资源保护提供基础。

   Reeves’ muntjac,学名为*Muntiacus reevesi*,是一种体型较小的鹿科动物,主要分布在中国的东南部山区。这种鹿因其独特的叫声而得名,常被称为“吠鹿”或“肋面鹿”。它们通常栖息在有丰富下层植被的落叶林或针叶林中,也常出现在灌木丛生的环境中。尽管 Reeves’ muntjac 在国际自然保护联盟(IUCN)的红色名录中被列为“无危”(Least Concern),但在其原产地中国,由于过度捕猎和栖息地破坏,其种群数量正面临下降趋势。因此,该物种在中国的《中国脊椎动物红色名录》中被评估为“近危”(Near Threatened),凸显了其在生物多样性保护中的重要性。

目前,关于 Reeves’ muntjac 的基因组数据仍然相对有限,这限制了对其遗传多样性和系统发育关系的深入研究。本研究通过对中国重庆市东南部地区采集的一只 Reeves’ muntjac 标本进行全基因组测序,获得了其完整的线粒体基因组序列,并进行了详细的基因注释。这一成果不仅丰富了 Reeves’ muntjac 的线粒体基因组数据,也为进一步明确其分类地位和保护遗传资源奠定了基础。

线粒体基因组是研究物种遗传多样性和系统发育关系的重要工具,因为它具有较高的变异率,且在进化过程中比核基因组更易受到选择压力的影响。线粒体基因组通常包含 13 个蛋白质编码基因(PCGs)、2 个核糖体RNA(rRNA)基因、22 个转移RNA(tRNA)基因、一个重链(OL)和一个控制区(D-loop)。本研究中,采集的 Reeves’ muntjac 标本的线粒体基因组长度为 16,356 个碱基对(GenBank 访问号:PP506676),其基因组成和排列方式与其他鹿科物种相似,符合该科线粒体基因组的一般特征。此外,基因组中 A 和 T 的含量较高,分别占 33.13% 和 29.04%,而 G 和 C 的含量相对较低,分别为 13.46% 和 24.38%。这一碱基组成特征表明,Reeves’ muntjac 的线粒体基因组具有较高的 AT 含量,这在许多哺乳动物中较为常见。

在本研究中,我们利用了来自公共数据库的 24 个偶蹄目物种的线粒体基因组数据,并以*Tragulus kanchil*(一种麝科动物)作为外群,构建了基于 13 个蛋白质编码基因的系统发育树。通过贝叶斯推断(Bayesian Inference, BI)方法,我们发现 Reeves’ muntjac 从重庆地区采集的样本与数据库中的其他 Reeves’ muntjac 标本相比,存在显著的遗传差异。这一结果表明,该物种的种群可能具有丰富的遗传多样性,或者存在尚未被发现的、地理上孤立的群体。此外,系统发育树还显示,鹿科中的不同属之间呈现出明显的聚类模式,例如*Muntiacus*属的多个物种形成了一个单系群,说明它们在进化过程中保持了较近的亲缘关系。而*Capreolus pygargus*、*Axis porcinus*、*Elaphurus davidianus*等鹿科物种则各自占据了独立的进化分支,反映了鹿科内部的多样化演化过程。

Reeves’ muntjac 的线粒体基因组不仅在结构上具有代表性,其遗传特征也可能为理解该物种的适应性和演化历史提供线索。例如,AT 含量较高的基因组可能与其在特定生态环境中的生存策略有关,而基因排列和编码方式的相似性则可能暗示其与其他鹿科物种在进化上的共同祖先。此外,线粒体基因组中某些基因的启动和终止密码子的使用情况,也可能反映其基因表达调控机制的特征。例如,除了*nad2*、*nad3*和*nad5*使用 ATA 作为启动密码子外,其余蛋白质编码基因均以 ATG 作为启动密码子,这与许多哺乳动物的线粒体基因组特征一致。而在终止密码子方面,大部分蛋白质编码基因使用完整的 TAA 作为终止信号,而少数基因则使用不完整的终止密码子,如*nad4*和*cox3*使用 T--,*nad3*使用 TA--,*cob*使用 AGA,*nad2*使用 TAG。这种密码子使用模式可能受到基因表达效率、进化压力或基因组结构的限制。

本研究的结果不仅揭示了 Reeves’ muntjac 在线粒体基因组层面的遗传特征,还进一步强调了该物种在系统发育分析中的独特地位。通过比较分析,我们发现重庆地区采集的 Reeves’ muntjac 样本与其他数据库中的样本在系统发育树中形成了一个紧密的单系群,但其与数据库中其他 Reeves’ muntjac 样本之间的遗传距离却相对较大,这可能意味着重庆地区的 Reeves’ muntjac 种群具有独特的遗传背景。这一发现对于理解该物种的遗传结构和种群分化具有重要意义,同时也为后续的遗传多样性研究和保护策略制定提供了基础数据。

Reeves’ muntjac 的线粒体基因组数据还可能对其他相关研究产生影响。例如,线粒体基因组的序列信息可用于构建更精确的系统发育树,以评估该物种与其他鹿科物种之间的亲缘关系。此外,线粒体基因组中的某些基因可能与物种的生理功能、适应性特征或疾病易感性有关,因此其数据可能为未来研究该物种的生态适应性和遗传机制提供支持。例如,某些线粒体基因可能与能量代谢、体温调节或免疫系统功能相关,这些基因的变异可能影响物种在不同环境中的生存能力。

在当前的研究背景下,Reeves’ muntjac 的线粒体基因组数据为更广泛的鹿科研究提供了新的视角。通过整合不同地区的线粒体基因组数据,可以更全面地揭示该科物种的遗传多样性,进而为生物多样性保护提供科学依据。例如,不同地区的 Reeves’ muntjac 种群可能具有不同的遗传特征,这些特征可能与其所处的生态环境、地理隔离程度或历史种群动态有关。因此,进一步收集和分析来自不同地理区域的 Reeves’ muntjac 样本,有助于更准确地评估其遗传结构,并识别可能的遗传热点区域。

此外,本研究中获得的线粒体基因组数据还可以用于比较基因组学研究,以探索 Reeves’ muntjac 与其他鹿科物种在基因组层面的异同。例如,通过比较线粒体基因组的结构、基因排列和密码子使用模式,可以揭示不同鹿科物种在进化过程中的分化路径。同时,线粒体基因组的序列信息还可以用于构建更精确的系统发育树,以评估 Reeves’ muntjac 在鹿科中的系统发育地位,并与其他鹿科物种进行比较。这种比较可能有助于理解该物种在鹿科进化史中的角色,以及其与其他物种之间的遗传联系。

Reeves’ muntjac 的线粒体基因组数据还可能对保护生物学研究产生积极影响。线粒体基因组的遗传多样性可以作为评估物种生存状态的重要指标。如果该物种的线粒体基因组表现出较低的遗传多样性,可能意味着其种群面临较高的灭绝风险。反之,如果其线粒体基因组具有较高的遗传多样性,则可能表明其种群具有较强的适应能力和进化潜力。因此,本研究中获得的线粒体基因组数据可以为评估 Reeves’ muntjac 的遗传健康状况提供参考,并为制定有效的保护策略提供科学依据。

本研究的成果也具有一定的应用价值。例如,线粒体基因组数据可以用于物种鉴定,特别是在野外环境中,通过线粒体DNA的序列比对,可以快速识别 Reeves’ muntjac 与其他鹿科物种的差异。此外,线粒体基因组的遗传信息还可以用于研究物种的迁徙历史、种群动态和生态适应性。例如,通过分析线粒体DNA的单倍型分布,可以推测 Reeves’ muntjac 的历史分布范围和迁徙路径,从而为生态学研究提供支持。这些信息对于理解该物种的生态习性和保护需求具有重要意义。

从更广泛的角度来看,Reeves’ muntjac 的线粒体基因组研究不仅有助于保护该物种,也可能为其他濒危物种的保护工作提供借鉴。例如,通过比较不同物种的线粒体基因组数据,可以发现某些遗传特征与物种的生存状态密切相关,从而为制定更有效的保护措施提供依据。此外,线粒体基因组数据的积累和共享对于全球生物多样性研究具有重要意义,有助于建立更全面的物种数据库,并促进跨学科的研究合作。

综上所述,本研究通过对 Reeves’ muntjac 线粒体基因组的测序和注释,揭示了该物种在遗传结构和系统发育关系方面的独特性。研究结果表明,重庆地区的 Reeves’ muntjac 种群可能具有较高的遗传多样性,或者存在尚未被发现的地理隔离群体。这些发现为理解 Reeves’ muntjac 的遗传特征、系统发育地位和保护需求提供了新的视角,并为未来的研究奠定了基础。通过进一步收集和分析不同地区的 Reeves’ muntjac 样本,以及与其他鹿科物种的比较研究,可以更全面地揭示该物种的遗传结构和演化历史,从而为生物多样性保护和可持续发展提供科学支持。
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