全 文 ：生态科学2006年10月第25卷 第5期 ECOLOGICSC ENCEOct．，2006，25(5)：426～429
短尾猴与红面猴细胞色素b基因变异特点及系统发育
分析
柳 杨1一，李进华1，扩，赵健元2，3(1．安徽大学生命科学学院，合肥230039：2．安徽省生态工程与生物技术重
点实验室，合肥230039；3．安徽体育科学技术研究所，合肥230001)
【摘要】 测定了2个短尾猴和1个红面猴个体的线粒体细胞色素b基因全序列，与猕猴、食蟹猴和叟猴的序列合并
比较，分析了核苷酸序列差异和碱基替换特点，并以阿拉伯狒狒为外群，构建系统发生树。结果表明，短尾猴基因序
列中A、T、G、C的含量分别为29．0％、25．5％、11．8％、33．6％，红面猴中A、T、G、C的含量分别为29．4％、24．3％、
11．4％、34．9％，碱基组成具有哺乳动物的共同特点，短尾猴与红面猴序列间的同源性为90．1％。红面猴与食蟹猴之间
的同义替换和异义替换值(Ks、Ka)以及Kimura双参数距离都要小于红面猴与短尾猴之间的差异值，在构建的系统发
生树中，叟猴最早分化出来，红面猴并未与短尾猴聚为一支，而是与猕猴、食蟹猴聚在了一起。
关键词： 短尾猴；红面猴：细胞色素b；序列变异；系统发育
中图分类号：Q951 文献标识码：A 文章编号：1008．8873(2006)05．426—04
DivergenceandphylogenyofmitochondrialcytochromebgenfromTibetanm caqueandstump-tailedmacaque
LIUYan91·2，LIJin—hual’2’，ZHAOJian—yuan‘’3(1．SchoolofLifeScience，AnhuiUniversity，Hefei230039，China；2．Anhui
KeyLaboratoryofEco．engineeringandB o-technique，Hefei230039，China；3，AnhuiInstituteofSportScienceand
Technology．Hefei230001，China)
AbstractThecompletemitochondrialcytochromebgenesweresequencedfromtwoindividualsofTibetanm caque
(Macacathibetana)andoneindividualofstump—tailedmacaque(Macacaarctoides)．‰ughcomparisonwiththreeother
macaquespecies，thebasecompositionandsequencedivergenceamongthesequenceswereanalyzed．Thephylogenetictree
Wasconstructedwi hPapiohamadryasastheoutgroup．ThecontentsofA、T、G、Cwere29．0％、25．5％、11．8％、33．6％and
29．4％、24．3％、11．4％、34．9％inthecytbgenes quencesoftheTibetanm caqueandstump．tailedmacaque．respectively．The
basecompositionoftheTibetanm caqueandstump—tailedmacaqueshowedthesamecharacterasthatofothermammals．
Therewas90．1％homologywith113variantsi esbetweenthetwosequences．Resultsshowedapparentdivergencebetween
Tibetanm caqHeandstump—tailedmacaque．Thephylogenetictr esupportedthtopologythatMacacasylvanudivergedfirstly
fromothermacaquespecies．andM cacaarctoidesgatheredtogetherwithM．mulattaandM．fascicularisratherthanwithM．
thibetana．
Keywords：Macacathibetana；Macacaarctoides；Cytochromeb：Sequencediv rgence；Phylogeny
短尾猴(Macacathibetana)和红面猴(Macaca
arctoides)属于灵长目(Primates)猴科
(Cercopithecidae)猕猴属(Macaca)的两个物种，
但是由于两者在形态等方面的相似性，长期以来短尾
猴一直被认为是红面猴的一个亚种uJ，直到Fooden基
于猕猴属动物雄性外生殖器的比较后，短尾猴才被确
立为是一个独立的物种【2，3】。而关于两者之间的系统发
育关系，采用不同的划分标准得到的结果并不相同。
在Fooden基于形态特征的划分中，认为短尾猴与红面
猴应划为两个不同的类群【3】，而Delson从古生物学的
角度认为两者应划为一组【4J。分子水平上，血液蛋白
多态性分析和核糖体DNA限制性内切酶图谱分析的
结果认为短尾猴与红面猴应划为同一组瞄儿6I，而基于
线粒体DNA(mtDNA)限制性内切酶图谱分析和线
粒体tRNA以及ND4和ND5基因部分序列分析的结
果支持将红面猴独立为一组【7，8J。上述研究结果之间存
在差异，说明关于短尾猴与红面猴之间的系统发育关
系还需要补充更多的相关数据来进一步加以证实。
哺乳动物线粒体细胞色素b基因(Cytb)是构成
线粒体氧化磷酸化系统复合体III的蛋白质之一，其基
因序列易于排序，蛋白产物的生化机理易与其基因的
进化动力学相联系【9J，且进化速率适中，在一定的进
化尺度内不受饱和效应的严重影响，因此，细胞色素
b基因所提供的系统发育信息非常适合于进行种内和
近缘种间系统发育的研究【1州，已在多种动物类群的分
子进化和系统发育研究中得到了有效应用Ill12]o基于
收稿日期：2006—8—15，2006．09—20接受
基金项目：国家自然科学基金(39970109，30570237)；教育部骨干教师资助计
划(18557)；安徽省优秀青年基金(04043070)；安徽省教育厅自
然科学基金(2005l(J02lzD)：安徽大学学术创新团队项目资助。
作者简介：柳杨(198l一)，女，硕士生，主要从事动物分子生物学研究
}通讯作者，E．mail：ihli@ahu．edu．ca
万方数据
5期 柳杨，等：短尾猴与红面猴细胞色素b基因变异特点及系统发育分析427
此，本研究测定了短尾猴和红面猴Cytb基因全序列，
并与猕猴属中的猕猴(Macacamulatta)、食蟹猴
(Macacafascicular)和叟猴(Macacasylvanus)的同
源序列比较分析，以期为短尾猴与其近源物种间的进
化关系，特别是与红面猴之间的系统发育关系提供一
些新的资料，也为下一步深入研究提供遗传学基础。
1材料与方法
1．1总DNA的提取和PCR扩增
短尾猴样本采自安徽黄山，肌肉和毛发样本各一
个。毛发样本于．200C下保存。肌肉样品取自一个自
然死亡的个体，实验室保存于一800C。红面猴样品DNA
来自中科院昆明动物所。
用标准的酚／氯仿提取方法从肌肉样品中提取总
DNA，毛发DNA提取参见Higuchi等的方法【l引。PCR
引物参考Kocher等H41和Irwin等[9J报道的哺乳动物细
胞色素b通用引物L14724和H15915，同时对H15915
进行了改进， 引物序列为如下，L14724：
5’．TGATATGAAAAACCArCGTTG一3’，H15915：
5’一TTCAllTCTGGT兀ACAAGGA一3。PCR扩增在
PTC一200型DNA扩增仪(MJResearchIn ．)上进行。
反应体系为50山，包括50mMKCl，10mMTris—HCl，
0．1lzg／l上lBSA，1．5mMMg抖，0．4洲引物，0．2mM
dNTP，3UTaq酶(Promega)和适量DNA模板。反
应条件为：940C预变性10min，然后进行如下循环：
940C变性60S，500C复性60S，72。C延伸90S，共
进行32个循环，循环结束后在720C下再延伸10min。
1．2纯化与测序
PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测后，切下目的条
带，用V-geneBiotechnologyLimited公司的胶回收试
剂盒回收纯化目的DNA。将PCR纯化产物克隆到
33 3444444t
89 922 3 45 77
4363625747
MA CCTAGGCGCT
MT TTCGAATATC
77 77 8 8 8888
45 790 12235
8402 762510
MA CATTGATAAA
MT TGCCAGCGTG
111 11 111 11
2 2 2 23 44578
46 79 67 8 9 43
ATCAGCCGTC
GCTGAATACT
44t5 555 55 5
8 9 9 O 111 12 6
6 O21O 56951
GGTACGCCCC
AACGTATTTT
8 88 99 99 99 9
69 94566 78 9
7575‘03 8 47
ACCACCCGGT
GTTGTTTAAC
pMDl8一T载体(购自宝生物工程有限公司)，鉴定阳性
克隆后，将重组质粒送至上海英骏生物技术有限公司
在ABI3730自动测序仪上进行测序，每一样品均用
正反两个引物双向测序。
1．3 DNA序列的数据处理
用ClustalX(1．83)¨副软件对短尾猴、红面猴的序
列和从GenBank下载的猕猴、食蟹猴和叟猴的序列进
行排序，然后用MEGA2．11161和DAMBE软件【l列计算
碱基组成(basecomposition)、转换／颠换
(transition／transvertion，Tv／Ts)比率、核苷酸差异、
Kimura双参数距离、异义突变侗义突变比率(Ka／l(s)【181。
基于Kimura双参数法计算的物种之间的遗传距离，
用MEGA2．1软件中的邻接法(Neighbor-joining，NJ)
分析短尾猴、红面猴、猕猴、食蟹猴和叟猴的系统发
育关系，构树时选取阿拉伯狒狒(Papiohamadryas)
序列(GenBank查询号：AY682614)为外群，用
Bootstrap方法进行1000次重抽样估计系统树中结点
的置信值。
2结果与讨论
我们成功的测得了2个短尾猴和1个红面猴个体
的细胞色素b基因全序列，GenBank登录号为
AY563620，AY738634。其中2个短尾猴个体的细胞
色素b序列完全一致，短尾猴和红面猴的细胞色素b
基因序列均由1140bp组成，编码380个氨基酸，两个
物种的序列之间有90．1％的同源性，包括113个变异
位点，如图1所示，其中序列上方的数字代表变异位
点在序列中的位置。
2．1碱基组成
表1显示了细胞色素b基因序列中密码子三个位
点上的碱基组成。我们可以看出在密码子的三个位点
122 2222 22 2
900 122 3 3 3 3
8 47 6251 23 4
TCTTACAACT
CTCCCTGGTC
5 55 55 556 6 6
66 6 78 8 83 46
4 6 8 6 019 3 20
TCACGCCCCT
CTGTATTTTC
ii 1111I11
9 00 0 0 0 0 00 0
9044455 77 8
95l3 7 78 8 96
ACTCCGCATT
GTCTTATGCC
图1短尾猴与红面猴细胞色素b基因核苷酸序列变异比较
Fig．1NucleotidevariancesofCytbgenefrom胞f^西e缸阳and肛m-cto／des
22 2 22 233 3 3
45 89 9 91358
65 2 12 423 11
TCTCACTGCT
CTCTGACATC
66 6 67777 77
8 8 89 0 0 1124
456759 2 40 1
CATGTCACAT
TGCACTGTGC
111
0 11
9 O 0
224
TCG
CTA
1
2
3
A
G
1
1
2
A
G
1
O
9
C
A
1
O
2
C
T
7
3
T
C
6
9
T
C
6
6
C
T
6王C
T
5
1
C
T
4
S
T
C^T
M
M
万方数据
428 生态科学 25卷
上碱基组成差异很大，A、T、G、C含量在密码子的
第1位没有较大偏差，密码子的第2位则明显的富含
T，第3位G的含量则很低，平均只有4．46％。上述
结果符合哺乳动物的共同特点【91。而且在我们所研究
的这五个物种中，密码子第三位上C的含量都要多于
A的含量。
表1碱基组成
堡垒鲤!堡墅曼￡Q坐卫堕逊壁望
墨仑竺i箜 ! g 垒 鱼 !! 竺! 垒! 鱼!
注(Note)：h竹、MA、MF、MS和MU分别代表短尾猴、红面猴、食蟹猴、
叟猴、和猕猴；数字1、2、3分别代表密码子第1、2、3位。MT,Mthibetana；
l^氏。M．arctoides；N瞪。M．fascicular；,MS．M．sylvanus；MU，M．mulatte；No．1，
2and3denote出el5I．2“aand3”codonp sition．
2．2序列间的变异
表2中列出了短尾猴、红面猴、猕猴、食蟹猴和
叟猴序列问两两比对的转换和颠换数，颠换的百分比
以及异义替换／同义替换的比率。总的来看，序列之间
发生的转换数目要远高于颠换数。其中C—T间的转换
多于G．A之间的转换；A．C和A—T间的颠换明显比
C．G与T-G之间的颠换比率要高。序列之间发生的同
义替换远高于异义替换，这可能是由于氨基酸的替换
在功能上会受到较大的进化和突变压力所致。
Irwin通过对哺乳动物细胞色素b基因序列的研究
指出，在线粒体细胞色素b基因中，基因的颠换与时
间是成线性关系的，随着分歧时间增加，亲缘关系越
远，颠换也随之增加一j。我们的结果(表2)显示，在
所研究的5个物种中，短尾猴与红面猴之间的颠换百
分比(0．439％)明显小于短尾猴与其它物种间的颠换
百分比，这说明对于短尾猴来说，在猕猴、红面猴、
叟猴和食蟹猴中，红面猴与短尾猴的亲缘关系最近。
而对于红面猴来说，它与猕猴(0．263％)之间的颠换
百分比要小于它与短尾猴(0．439％)之间的颠换百分比，
而且红面猴与猕猴、食蟹猴之间的平均Kimura双参数
距离(O．091)(表3)也小于红面猴与短尾猴间的Kimura
双参数距离(O．110)。这暗示：红面猴与猕猴、食蟹猴
之间有着比红面猴与短尾猴间更近的亲缘关系。
2．3系统发育分析
MP法和NJ法构建的系统发生树拓扑结构基本一
致(图2，MP树未给出)，从系统发生树中看出，在
所研究的5个物种中，叟猴最早分化出来，说明叟猴
是一个较古老的猕猴属物种。红面猴并未与短尾猴聚
为一支，而是与猕猴、食蟹猴聚在了一起，因此本研
究结果认为短尾猴与红面猴之间存在显著差异，支持
将两者划为不同的类群。本研究基于线粒体细胞色素
b基因序列变异分析得出的结论，与Fooden基于形态
特征，Zhang、Hayasaka等基于mtDNA限制性内切酶
图谱分析、线粒体tRNA、ND4和ND5部分基因序列
分析的结果相一致。
表2转换和颠换，颠换百分比，同义替换和异义替换
Ta—b—l——e2Transiti——on(Ts)andtransversion(Tv)2percentagesoftransversion(Tv—％—————)—,an——dnonsynonymous(Ka)andsynonymous(Ks)ratios
SpeciescomparisonAG CT Ts ACATCGGT Tv Tv％ Ks Ka Ka／Ks
MT，MA，MEMU’MS同衰1．MT,IMA，MF,MEandMSannotedintablel．
7
6
6
7
9
8
7
6
8
7
1
8
9
1
6
1
1
f、‘
1
1
3
3
3
3
3
4
5
3
7
7
8
0
O
8
9
2
3
3
2
2
8
0
3
6
8
l
0
O
1
O
2
2
2
2
2
8
4
0
2
8
l
l
l，‘
l
0
4
2
7
1
9
9
O
8
9
2
2
3
2
2
6
9
5
9
0
3
4
3
3
4
3
3
3
3
3
5
3
4
3
l
5
4
5
5
5
2
2
2
2
2
T
A
F
S
U
M
M
M
M
Ⅻ
万方数据
5期 柳杨，等：短尾猴与红面猴细胞色素b基因变异特点及系统发育分析 429
表3核苷酸序列间的差异和Kimura双参数距离
Table3Kimur82-parameterdistance(abovedi gonal)andthe
垡垡壁壁!!竺唑旦堡堕i!曼竖望堡!鲤!壁!堕垫g壁塑坠
SpeciesMT MA MF MS MU
MT，MA，MF,MU，MS同表l。MT,MA，MF’MUandMSare
notedintableI．
MF
MU
MA
MT
MS
Papio
图1．4猕猴属中5个物种mtDNACytb的NJ分子系统树
Fig．1．4Neighbor-joiningphyiogenetictr econstructedfrom
mitochondrialCytb sequences，datarepresentbootstrap
valuesfrom1000repetitions．
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我刊影响因子稳步提 口同
自从2002年我刊由广东省生态学会和暨南大学合办以来，我刊的影响因子稳步提高。据清华大学、中国学
术期刊电子杂志社《中国学术期刊综合引证报告》统计：我刊的影响因子由2004年的0．420提高到2005年的
0．538。
万方数据
短尾猴与红面猴细胞色素b基因变异特点及系统发育分析
作者： 柳杨， 李进华， 赵健元， LIU Yang， LI Jin-hua， ZHAO Jian-yuan
作者单位： 柳杨,李进华,LIU Yang,LI Jin-hua(安徽大学生命科学学院,合肥,230039;安徽省生态工程
与生物技术重点实验室,合肥,230039)， 赵健元,ZHAO Jian-yuan(安徽省生态工程与生物技
术重点实验室,合肥,230039;安徽体育科学技术研究所,合肥,230001)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2006,25(5)
被引用次数： 1次

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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200605010.aspx