蚓螈目的系统演化与冈瓦纳大陆分裂事件的关联分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题题目：冈瓦纳超大陆的分离与蚓螈目物种演化的研究

课题意义和研究背景：

蚓螈（caecilian）是蚓螈目（gymnophiona）物种的统称，是一类奇特的两栖纲生物。在现存的两栖纲物种中，该族群四肢退化，土栖生活，无法进行长距离迁徙，往往仅在局地分布，并且其跨越冈瓦纳的分布图式也表明该族群的分歧事件与冈瓦纳大陆在白垩纪早期的分离相关。已经有众多的冈瓦纳起源的两栖类族群被用来证明其族群演化与构造事件的关联并且被用来证明out of india的观点。但对于蚓螈目物种，尚无针对板块构造对其分异影响的数据集被构建和运算。在本研究中，我们联合线粒体基因组和核蛋白数据构建矩阵，运用似然法和贝叶斯法构建系统发育关系，并在基于化石矫正点在宽松贝叶斯算法下计算了其重要演化分支的分歧时间，并基于贝叶斯分析重建其祖先支的状态，我们预期该类群的主要分歧能与冈瓦纳大陆的分裂（可以细致到印度-马达加斯加和非洲的分离，非洲和南美的分离以及后来印度-塞舌尔群岛和马达加斯加的分离事件以及印度撞击欧亚大陆的时间）相互关联。我们希望就此提供一个新的解读两栖类族群演化和冈瓦纳大陆分裂事件相关联的案例。

2. 研究的基本内容和问题

进一步解析蚓螈目各科间和科内部的系统发生关系，重新基于最全面可信的化石矫正点来评估物种间分歧时间，并与前人成果比较，参考中生代以来的众多冈瓦纳驱动的地质事件，试图将自己的数据与这些事件中的某一些吻合。我们希望通过本数据集的建立和分析来构建出一个最为完整的蚓螈目物种的演化的时空演化图景，并提供一个地质演化-生物演化互作框架的案例的新的解读。

3. 研究的方法与方案

研究方法与技术路线：

① 同源比对和序列拼接：首先将选取的单个基因fasta文件分别载入mafft软件进行多序列同源比对（msa），采用默认参数，获得的同源比对结果在mega 5.1中打开进行检查，并手动修改明显的歧义或错排，获取确信无疑的高质量同源比对结果。将获取的最终单基因同源比对结果用dambe软件进行合并，形成多种序列组合，例如核蛋白基因的联合数据集，线粒体蛋白基因的联合数据集以及线粒体-核基因的联合数据集等，以便[t1]在后续系统发育分析中判断这些基因在提供演化信息方面的异同。

② 序列碱基组成统计（mega 5.1实现），简约信息位点检验（mega 5.1实现）和碱基替代饱和度检验（使用mega 5.1导出基于p-distance和tn93模型的碱基距离矩阵，并在origin 7.5中做出二维散点图）。

4. 研究创新点

增加了物种，力求数据集中物种数量最大化以增加研究的时空细节。

综合利用了多种系统发育算法，并采用了不同的基因分区策略，力求结果的可靠性。

5. 研究计划与进展

2014.12-2015.1 筛选获得基因序列，进行单基因序列的同源比对；

2015.1-2015.2 进行基因替代饱和度的检测，并拼接序列，生成最终的运算数据集；

2015.2-2015.3 运用raxml、phyml以及mrbayes对数据集进行系统发育分析，并选择化石矫正点进行贝叶斯分析获得初步的分子定年结果；