1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
企鹅目(sphenisciformes)鸟类统称企鹅(penguin),该目仅有企鹅科(spheniscidae)一科,包括6属18种。
企鹅主要分布在南半球,分布范围从非洲南部,澳洲-新西兰南部到南美西部以及南极洲沿岸的广泛地区,甚至包括某些海洋性的岛屿,如下图 (http://en.wikipedia.org/wiki/penguin)。
现存的企鹅中有四种生活在热带赤道,分别是汉波德企鹅、麦哲伦企鹅、黑脚企鹅和加拉帕戈斯企鹅,皆属于环企鹅属;完全生活在极地的只有皇帝企鹅及阿德利企鹅两种。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:了解企鹅目起源及演化的研究现状,同时进行新生代气候变化概述和相关的生物地理学研究。
找出与现存企鹅类群相关的新生代气候变化,分析其可能对生物产生的普遍影响以及可能对企鹅的扩散和地理分布产生的独有影响。
研究内容:(1) 新生代气候变化的数据统合和相关的生物地理学研究;(2) 基于现有的分子数据重新运算现存企鹅目所有物种的系统发生关系;(3) 用基于化石矫正的分子钟方式估计企鹅目物种的分歧时间;(4) 用企鹅目物种现存种类的分布推断祖先节点的状态,并综合分子钟和生物地理分析的结果和气候数据进行比对,试图获得有意义的结果。
3. 研究的方法与方案
研究方法和技术路线分子数据的获取 (GenBank)→单基因序列的同源比对 (MAFFT and MEGA)→单基因数据饱和度检测 (DAMBE和手动做图)→序列的拼接和联合数据集的生成 (DAMBE and MEGA) →系统发育分析(分区贝叶斯推断(MrBayes);分区最大似然法分析 (RAxML))→化石矫正点的筛选(手动作图)→基于宽松贝叶斯的分子定年 (BEAST and MCMCTREE)→基于贝叶斯和似然法的祖先地理状态重建 (S-DIVA and BBM in RASP)→综合分析比对结果之间的关联可行性分析:在导师和师兄的指导与帮助下,本人现已了解并能够掌握分子进化、分子系统学以及古地质学、古气候学等相关领域的知识,同时也熟练掌握了相关软件和在线超算集群的使用。
可独自熟练操作程序和处理数据,并通过阅读文献进行相关结果的分析。
4. 研究创新点
在宽泛的系统发育范畴之中选择出最合适的企鹅目物种的外类群,并将化石参考点合理地放置到自己构建的系统发育树中来评估企鹅目物种的分歧时间;再对企鹅类群进行系统发育生物地理学分析,综合获得企鹅目物种的扩散路径。
通过综合分析上述的数据,并与新生代海洋气候变迁的相关联,试图解析气候变化对物种演化的深远影响。
5. 研究计划与进展
2014.12-2015.1 从genbank中获取基因序列,进行序列的同源比对。
2015.1-2015.2利用mega生成简单和复杂矩阵,进行基因数据饱和度检测以及利用dambe拼接序列和生成数据集。
2015.2-2015.3 系统发育分析和化石矫正点的选择,并获得初步的分子定年结果2015.3-2015.4 阅读文献收集企鹅目物种现存的地理分布,进行生物地理学分析和综合分析,并撰写论文。
