分子生物技術(shù)在動物系統(tǒng)分類上之應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-05-01 23:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 兩側(cè)大西洋與東太平洋產(chǎn)兩種相似雀鯛間之遺傳距離因符合巴拿馬隆起隔絕兩洋的地質(zhì)年代，因而支持分子時鐘之假說。此外利用 isozyme分析採自各地虱目魚族群間之差異，提出虱目魚在中西太平洋區(qū)共分成三個大的族群。狐馧之傳統(tǒng)分類不易，過去認(rèn)為只有一種，但利用 isozyme目前已知應(yīng)有分大西洋與印度洋兩種。利用 Isozyme 作材料也有下列的若干疑慮與缺失 ，包括遺傳距離與分子時鐘假設(shè)之有效性仍屬存疑，isozyme 究竟應(yīng)適用於「族群」、「種」、「屬」或「亞科」等的那一層次上仍待通盤檢討 ；DNA鹼基或胺基酸之替代因遠(yuǎn)多於電泳所可能之檢測，故分析結(jié)果即有其誤差 。同時此類方法需有新鮮之標(biāo)本 ，但國外借閱或採集之標(biāo)本常無法作到 。例三：Hillis amp。 Davis（1986） 研究 rDNA 之restriction site mapping，推測青蛙 Rana屬之親緣關(guān)係。例四：Field et al（1988） 以18rRNA之比較，將無脊椎動物所有的門重新分類。 （三）蛋白質(zhì)或核酸之序列 比較不同種的同源DNA或RNA上鹼基數(shù)之差異來表示突變的數(shù)目或遺傳的距離（Goodman, 1982）。如用在比較胺基酸序列則由於 genetic code之 degeneracy，故其所提供之資訊較少。目前已有許多巨分子之胺基酸序列已知（Dayhoff, 1973, 1976, 1979）。它們的演化速率通常histones改變甚慢，cytochrome C相當(dāng)慢，globins 普通，fibrinopeptides 改變非?？?。故當(dāng)研究的分類層級不同，所應(yīng)採用的蛋白質(zhì)亦應(yīng)不同。例一：King and Wilson（1975） 由hemoglobins 和 fibrinopeptides 中胺基酸序列比較，得知人和黑猩猩之間的血緣關(guān)係甚近。例二：Beverley and Wilson（1985) 研究夏威夷與北美果蠅hemolymph proteins之免疫距離得知夏威夷果蠅是約在4000萬年前自北美移入。 （四）DNA雜合（hybridization） 把DNA純化後，打斷成500 bp之長度，放入100℃把兩股分開。將其中一種生物之DNA（單股）標(biāo)上同位素（探針,probe），去與另一種生物的單股混合，然後逐漸冷卻癒合（混股），看癒合的比例（反應(yīng)在△值上）來推算遺傳距離。例：Sibley amp。 Ahlquist（1983） DNA bp差1％，約表500萬年前分化。 （五）粒線體 DNA（mtDNA） 高等動物之mtDNA為雙股封閉的環(huán)狀分子，約有 16,000個 base pair，包含 13個蛋白質(zhì) gene，22個 tRNA gene ，兩個 rRNA gene 和一個含 Displacement loop（Dloop）的控制區(qū)。mtDNA 具有分子小，簡單，演化快速，種間差異大，族群內(nèi)穩(wěn)定性高 ，母系遺傳及遺傳性狀數(shù)目多（ 350 restriction endonucleases）等特性 ，故常被用來以限制內(nèi)切切位片段的多型性(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP)上來獲得鹼基置換（base substitution），長度變異（length variation ）或序列重排（sequence rearrangement）之資料藉以推斷動物不同種或族群間之差異。然而由於mtDNA 之方法需純度高、量多；且假設(shè)大小相同之片段，其 sequence 相同；分歧度之計算只能考慮substitution，而非 insertion、deletion或 duplication之情形；mt DNA每段之變異速率都不等，故mtDNA之RFLP 應(yīng)只適用於種內(nèi)的研究。例一：Meyer et al（1990） 非洲 Victoria 湖中之慈鯛Haplochromis屬有近200種，由於 Victoria湖歷史不足百萬年，故比對14種該湖之慈鯛與其他23種非洲慈鯛之 803個鹼基對後，結(jié)果支持 Victoria湖之慈鯛為 monophyly ，且分化時間與湖泊形成年代相吻合 ，是explosive evolution之最佳例證 。例二：Tzeng et al（1990） 兩種體色不同的臺灣淡水纓口鰍（Crossostoma lacustre 及 C. tengi）過去認(rèn)為不同種，但以 mtDNA 之 14種 endonuclease分析結(jié)果，兩者相異甚少，且可雜交，故應(yīng)未達不同種的程度 。例三： Bowen and Arise（1990） 分析墨西哥灣與大西洋不同族群黑鱸 mtDNA，顯示兩者為同源，隔離時間在50萬年前左右。例四：Wayne andJenks （1991） 研究美國德州與路易斯安那州之紅狼（Canis rufus)，原認(rèn)為它是與美州小狼近似的有效種，且可以雜交，但 mtDNA分析顯示紅狼具灰狼與美洲小狼兩者之一的 mtDNA，顯示紅狼為灰狼與美洲小狼廣泛雜交所造成的。例五： Avis et al (1986) 以RFLP方法分析美洲鰻及歐洲鰻，發(fā)現(xiàn)美洲沿岸幾千公里均為同種而與歐洲者屬於完全不同族群，故可推知其產(chǎn)卵場亦不同，推翻過去認(rèn)為它們混合產(chǎn)卵的學(xué)說。 （六）聚合脢聯(lián)鎖反應(yīng)（Polymerase Chain Reaction, PCR） 可利用預(yù)先設(shè)計保存的引子（primers），三～四小時在試管內(nèi)可大量複製出上百萬倍動物特定 mtDNA 片斷（Kocher et al, 1989）。它可以適用在福馬林、酒精固定，paraffin 包埋的標(biāo)本（Heller et al, 1991)，或者是骨骼的標(biāo)本（Hagelberg et al, 1989）。它也可以只從活體上取一點點的組織或毛髮（不傷害原生物體）來大量複製進行分析。因此 PCR的技術(shù)已使得mtDNA的分析運用得以更加擴展。最近由於 PCR商業(yè)化後，提供了學(xué)者們大量複製一段 DNA的方法，節(jié)省了從事 DNA定序工作者的許多時間。但應(yīng)用 PCR的方法仍是有價格高，袛能分析mtDNA 的小段，及不同 mtDNA各區(qū)段之突變速率不同等缺點猶待克服。例：Wrischnik et al (1987) 以PCR方法分析全世界所有人種的毛髮而推算這些人種間的血緣關(guān)係。 五、分子生物技術(shù)與系統(tǒng)分類或進化有關(guān)的若干書籍Biochemical System
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