腹毛类纤毛虫的分子系统学及关键种类的线粒体基因组图谱绘制

Hypotrichs are the most complex and highly differentiated ciliated protozoa. Investigations on their morphology, cell development and diversity play an important role in genetics, molecular evolution, aquatic ecology and aquaculture diseases. However, till now, the phylogenetic relationship among hypotrichous ciliates is still poorly understood. In this proposal, hypotrichs will be comprehensively investigated based on both nuclear and mitochondrial marker genes, combined with morphological and morphogenetic information, to reveal the phylogenetic position of their representative groups. The key species will be further studied based on the whole mitochondrial genome, which may give a new viewpoint on the molecular phylogeny and evolution of hypotrichs. This study will also facilitate to set up our hypotrichs biobank and contribute more sequences to ciliate gene database, which thus help us understand the phylogenetics and evolution of ciliates.

广义的腹毛类纤毛虫为结构高度特化、多样性极高的一大类原生动物，在细胞学、遗传学、环境生态学以及水产养殖病害学等领域的研究中均占有重要地位。由于认知水平和技术手段的限制，国际上有关该类群的系统学研究尚存诸多疑问：大量目、科级阶元仍处于未明或混乱状态，大量新报道类群的系统地位均为不详或待定。本项目拟采用分子生物学和基因组学技术，以核基因及线粒体基因为分子标记，在多基因信息分析的基础上，开展对迄今不详类群的分子系统学研究，并结合形态学、细胞发生学等信息，完成对尾柱目、盘头目、散毛目、原腹毛目等类群系统树的构建、进化关系的梳理及不明类群的系统定位。与此同时，完成对纲内约10个进化-演化关键种线粒体基因组的图谱绘制、腹毛类生物资源库的完善，从而填补相关类群系统发育研究的空白，为纤毛虫进化-演化研究提供新的理论支撑，也为国际数据库标记基因信息积累做出一份建设性的贡献。

腹毛类纤毛虫作为广泛存在于各种生境中的一大类最为复杂和高等的纤毛虫原生动物，由于其形态结构复杂，细胞发育高度多样，成为纤毛虫门中最受注目、但同时也是目前系统演化关系最为混乱的类群之一。本项目在多基因信息分析的基础上，对腹毛类及周边类群的系统发育进化关系进行深入探讨。重要成果包括：1. 对以腹毛类和寡毛类为代表的旋唇纲纤毛虫的组学数据进行详细注释和比较，筛选出127个直系同源基因作为标记位点，构建连续系统树和一致系统树以及系统发育网络，为建立更为广泛的纤毛虫家族成员之间的系统发育进化关系提供新思路；2. 聚焦于长期系统地位不明的多个类群，如Apokeronopsis, Bakuella, Discocephalus, Leptoamphisiella, Metaurostylopsis, Notohymena, Paradiscocephalus, Pseudoamphisiella, Pseudogastrostyla, Pseudourostyla, Strongylidium，采用核和线粒体基因构建系统发育树，结合形态、细胞发生等资料，对关键类群的进化地位进行全面刻画和系统构建；3. 详细绘制游仆虫的线粒体基因组图谱，将基因内容、基因顺序、密码子使用偏好与纤毛虫其他种做了比较区分，同时结合线粒体常用基因如CoI, CoII等，探讨不同数据以及分析手段方法在腹毛类纤毛虫研究中的作用。