雉科四族鸟类的分子系统发生研究

黄族豪，柯坫华，廖信军



雉科四族鸟类的分子系统发生研究

*黄族豪，柯坫华，廖信军

（井冈山大学生命科学学院，江西，吉安 343009）

为了研究雉科4个族（鹑族Perdicini、雉族Phasianini、眼斑雉族Argusianin和孔雀族Pavocini）的系统发生，本研究分析了雉科4属7种鸟类线粒体DNA COI基因694 bp序列，共发现210个变异位点，其中简约信息位点180个。4个族之间，眼斑雉族和孔雀族的遗传距离最小为0.145；眼斑雉族和雉族间的最大为0.192。4个族在系统发生树上聚成两个明显的分支，其中鹑族和雉族聚成一支，眼斑雉族和孔雀族聚成另一支。形态和分子的证据均表明眼斑雉族和孔雀族关系较近。

雉科；细胞色素C氧化酶亚基1；系统发生

雉科（Phasianidae）鸟类是自然界中一个重要的动物类群，拥有众多著名的珍稀濒危鸟类，具有重要经济价值和科研价值。郑作新[1]将我国雉科鸟类分成四个族：鹑族(Perdicini)、雉族(Phasianini)、眼斑雉族(Argusianini)和孔雀族(Pavonini)。国内外有关雉科鸟类的分子系统发生研究非常多[2-10]，这些研究主要集中于种和属的分类研究。有关雉科族的亲缘关系研究未见报道。

分子生物学已经成为研究动物分类和系统进化必不可少的技术手段[11]。近年来，利用线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）基因序列探讨分类问题已成为分类学中的一种常用方法，该方法通过比较不同类群的同源DNA，重建分子系统树，探讨类群间的分类地位和系统进化关系[11]。mtDNA中的细胞色素C氧化酶亚基1（cytochrome oxidase subunitⅠ，简称COI）序列长度约650 bp，已被广泛应用于动物种的分类及系统进化研究，特别是动物DNA条形码研究[12]。本研究拟以COI基因为遗传标记，研究雉科四族的系统发生。

1 材料和方法

1.1 实验材料

以雉科四个属（鹌鹑属、锦鸡属、孔雀雉属和孔雀属）分别代表四族（鹑族、雉族、眼斑雉族和孔雀族），每个属选择1-2种鸟类为研究对象，以绿头鸭为外群。序列均来自GenBank（http://www.ncbi. nlm. nih. gov），具体见表1。

1.2 序列分析

用ClustalW程序[13]对DNA序列进行对位排列，并经人工仔细核查。然后用DnaSP5.10[14]确定变异位点；用MEGA5.0软件[15]计算碱基组成。根据Kimura双参数法[16]分类群间的遗传距离，采用邻接法（Neighbor-joining methods，NJ）[17]和最大简约法(Maximum parsimony methods，MP)[18]重建系统发生树，并用自举检验(Bootstrap，BP)[19]法重复1000次计算系统树中结点的置信值。

表1 本文分析的物种及序列来源

Table 1 Species examined and source of sequence data in the present study

2 结果

用Clustal W软件进行对位排列和剪切对齐后，共得到雉科四族7种鸟类COI基因同源序列694 bp，平均碱基含量是25.1%A，28.4%T，16.0%G和30.5% C，A+T的含量为53.5%。序列比对共发现210个变异位点，其中简约信息位点180个，占序列长度的25.94%。

采用邻接法和最大简约法构建的系统树（图1）都支持雉科四族聚成两个大的分支，鹑族和雉族聚成一支，眼斑雉族和孔雀族聚成另一支，两个分支间的遗传距离是0.175 ± 0.013。四个族之间，眼斑雉族和孔雀族间的遗传距离最小为0.145；眼斑雉族和雉族间的遗传距离最大为0.192。

表2 雉科四族间的遗传距离

Table 2 Genetic distance among the four tribes in Phasianidae

3 讨论

郑作新[1]将我国雉科鸟类归于4个族，用以表明同一科之下，属与属间的亲缘关系。国内外对雉科鸟类分子系统发生的研究非常多，但主要集中在种及属的水平，很少涉及对族的分析。郑作新[1]根据形态及行为等特征，推测眼斑雉族与孔雀族，而雉族和鹑族关系较近。本文的研究结果与此一致。

COI基因支持眼斑雉族和孔雀族属于同一个进化支（图1）。四个族之间，眼斑雉族和孔雀族间的遗传距离最小，也支持眼斑雉族和孔雀族的亲缘关系最近。Kimball et al[3]根据细胞色素b基因的研究结果也是孔雀雉属和孔雀属的关系最近。眼斑雉族和孔雀族鸟类体形均比较大，其雄鸟的尾羽或尾上覆羽具有大型而有金属反光的眼状斑。可见无论是形态还是分子证据均表明眼斑雉族和孔雀族是姊妹族。

国内外有关“雉”和“鹑”的分类争议很大。Kimball et al[2]认为“雉”和“鹑”两个术语可能仅适用于鸡形目鸟类的行为和形态特征，并不能反应它们的进化历史。比如，分子证据均支持雉族的原鸡属（）和鹑族的竹鸡属（）是近缘属。许多研究均表明雉类和鹑类不是单系群，而是多源性的。因此，包新康等[9]建议在鸡形目分类系统中应取消雉族和鹑族的阶元。

有关雉科鸟类的分子系统发生研究非常多，但结果差异很大，原因是多方面的[10]。首先是方法存在差异，如遗传标记不一样、构建系统树的方法和模型不一样等等；其次是鸟类中杂交非常普通，特别是鸡形目鸟类中有近20%的种类间可以杂交[26]，而且其属间鸟类也可以杂交[26-27]。这对重建雉科鸟类系统发生带来很大困难[26]。由于COI基因进化速度适中，是动物DNA条形码分类中的首选遗传标记，常用来研究物种的编码分类。本文以COI基因研究雉科四族的系统发生，发现不同族间鸟类COI基因相似性非常高，可见COI基因不仅可用于动物物种间DNA编码研究，也可用于属、族的分类研究。当然，为了系统深入分析雉科四族的分类关系，有必要选择更多的代表物种和遗传标记进行研究。

[1] 郑作新. 中国动物志鸟纲第四卷—鸡形目[M]. 北京:科学出版社, 1978.

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MOLECULAR PHYLOGENETICS OF FOUR TRIBES IN PHASIANIDAE

*HUANG Zu-hao, KE Dian-hua, LIAO Xin-jun

(School of Life Sciences, Jinggangshan University, Ji’an , Jiangxi 343009, China)

To demonstrate the phylogenetic relationships of four tribes in Phasianidae (Perdicini, Phasianini, Argusianini and Pavocini), a total of 694 nucleotides of mitochondrial DNA (mtDNA) COI genes of 7 species from 4 genera were analyzed. There are 210 variable sites including 180 parsimony sites. The genetic distance ranged from 0.145 (and) to 0.192 (and) among the four tribes. Neighbor-joining method and Maximum parsimony method were used to construct molecular phylogenetic tree, which grouped the four tribesinto two deeply divergent clades. Analysis of mtDNA COI genes strongly supported Perdicini and Phasianini in a clade, while Argusianini and Pavocini formed the other clade. Morphological and molecular data supported Argusianini and Pavocini were sibling tribes.

phasianidae; cytochrome oxidase subunit Ⅰ; phylogeny

1674-8085(2013)02-0103-04

Q459.7+25

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2013.02.024

2012-09-12；

2012-10-28

国家自然科学基金项目（30960051, 31260088）；江西省自然科学基金项目（2009GZN0075）；江西省教育厅科技项目（GJJ11529）

*黄族豪(1975-)，男，湖南新宁人，教授，博士，主要从事鸟类分子生态学研究(E-mail:hzhow@163.com);

柯坫华(1972-)，男，江西彭泽人，讲师，博士，主要从事鸟类学研究(E-mail:kemule@qq.com);

廖信军(1978-)，男，江西吉安人，实验师，硕士，主要从事动物遗传学研究(E-mail:liaoxinjun7811@126.com).