黑毛皮蠹线粒体基因组分析及皮蠹科系统发育分析

【目的】分析黑毛皮蠹Attagenus unicolor japonicus的线粒体基因组结构及皮蠹科的系统发育。【方法】本研究利用下一代测序方法测定了黑毛皮蠹的近完全线粒体基因组序列,并基于39种昆虫的cox1基因序列,通过最大似然法和贝叶斯法构建了皮蠹科的系统发育树。【结果】黑毛皮蠹线粒体基因组包含37个基因(2个rRNA基因,22个tRNA基因,13个蛋白质编码基因)和一段不完全的控制区,总长度为14 793 bp(GenBank登录号:MG017450)。基因排列顺序与已经发表的大多数昆虫线粒体基因组相同,不具有基因重排现象。13个蛋白质编码基因中除nad1和nad2之外其他基因的起始密码子均是典型的ATN,而nad1和nad2推断的起始密码子是TTG;除cox2,nad5及nad6基因终止密码子为不完全的终止密码子T外,其他蛋白质编码基因的终止密码子是典型的TAA或TAG。除了trnS1之外,所有的tRNAs均可形成典型的三叶草结构,trnS1缺少DHU臂而形成了一个简单的环,不能形成稳定的三叶草结构。trnS1的反密码子变成了UCU,而不是更常见的GCU。16S rRNA的二级结构包括5个结构域(第Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ结构域),第Ⅲ结构域普遍缺失而变成一条单一的核苷酸链连接第Ⅱ和第Ⅳ结构域,共44个螺旋。12S rRNA的二级结构包括4个结构域,共27个螺旋,其中螺旋H47序列变异性较高,由一个长茎和一个大环组成。系统发育分析结果显示,皮蠹科内亚科级别的系统发育关系为:((长皮蠹亚科(Megatominae)+毛皮蠹亚科(Attageninae))+皮蠹亚科(Dermestinae))。【结论】皮蠹亚科(Dermestinae)、皮蠹属Dermestes及圆皮蠹属Anthrenus均为单系群,斑皮蠹属Trogoderma为多系群。皮蠹亚科Dermestinae和皮蠹科剩余的类群构成姐妹群。     

两种毛蚜线粒体基因组比较分析

【目的】线粒体基因组分析已被应用于昆虫系统发育研究。本研究以蚜科Aphididae重要类群毛蚜亚科物种为代表,测定并比较分析了该类蚜虫的线粒体基因组特征,探讨了基于线粒体基因组信息的蚜虫系统发育关系重建。【方法】以毛蚜亚科三角枫多态毛蚜Periphyllus acerihabitans Zhang和针茅小毛蚜Chaetosiphella stipae Hille Ris Lambers,1947为研究对象,利用长短PCR相结合的方法测定线粒体基因组的序列,分析了基因组的基本特征;基于在线t RNAscan-SE Search Server搜索方法预测了t RNA的二级结构;基于12个物种(本研究获得的2个物种和10个Gen Bank上下载的物种数据)的蛋白编码基因(PCGs)序列,利用最大似然法和贝叶斯法重建了蚜科的系统发育关系。【结果】两种毛蚜均获得了约94%的线粒体基因组数据,P.acerihabitans获得了14 908 bp,控制区为1 205 bp;C.stipae获得了13 893 bp,控制区为609 bp。两种毛蚜同时获得33个基因,包含接近完整的13个蛋白编码基因(PCGs)(nad5不完整),18个tRNA,2个rRNA基因;ka/ks值表明,C.stipae的进化速率更快。从基因组组成、基因排列顺序、核苷酸组成分析、密码子使用情况、t RNA二级结构等特征来分析,两种蚜虫线粒体基因组基本特征相似。系统发育重建结果表明毛蚜亚科、蚜亚科的单系性得到了支持,毛蚜亚科位于蚜科的基部位置。【结论】两种毛蚜线粒体基因组的基本特征相似,符合蚜虫线粒体基因组的一般特征,两种线粒体基因组的长度差异主要来自控制区长度的不同;系统发育重建支持毛蚜亚科与蚜亚科的单系性,毛蚜亚科位于蚜科较为基部的位置。研究结果为蚜虫类系统发育重建提供了参考。     

四种蝉科昆虫的精子形态(半翅目:蝉科)

【目的】为了明晰蝉科昆虫的精子形态及其在分类和系统发育分析方面的意义,本研究对蝉亚科的蒙古寒蝉Meimuna mongolica、黑蚱蝉Cryptotympana atrata、蛉蛄Pycna repanda及姬蝉亚科的蟋蝉Tettigetta sp.的精子进行了比较研究。【方法】分别通过光学显微镜和透射电子显微镜,观察这4种蝉科昆虫的精子形态特征。【结果】蒙古寒蝉、黑蚱蝉、蛉蛄和蟋蝉这4种蝉科昆虫精子形态基本相似,但精子长度在种内和种间都有明显不同,均表现出多态性。根据精子长度,蛉蛄精子可被分为长精子、中长精子和短精子3种类型;蒙古寒蝉、黑蚱蝉和蟋蝉的精子被分为长精子和短精子2种类型。4种蝉的精子结构也基本相似,头部包含顶体和细胞核,颈区由中心粒和中心粒侧体组成,尾部一般由一根轴丝和一对线粒体衍生物组成,轴丝微管为9+9+2模式。但蝉亚科3个物种的部分精子具有多个线粒体衍生物;首次在蛉蛄精子尾部发现一个电子致密的三角形区域,该结构在蝉科其他昆虫精子中未曾发现。蝉科不同类群的精子中心粒侧体存在显著差异,姬蝉亚科的蟋蝉精子中心粒侧体为片层状结构,蝉亚科昆虫则为鞘状结构。【结论】与蝉次目的角蝉总科和沫蝉总科昆虫精子相比,仅蝉科昆虫的精子表现出多态性,是该科的特有衍征。精子尾部可具多个线粒体衍生物的现象在蝉亚科物种中是否普遍存在有待进一步研究。蝉科不同类群在精子形态方面的差异,为蝉科昆虫分类及蝉次目系统发育分析提供了重要信息。     

关于停止使用"同翅目Homoptera" 目名的建议

长期以来,在我国昆虫学界,“同翅目Homoptera”和半翅目Hemiptera一直被作为2个并列的昆虫目被广泛使用。传统的“同翅目”被分为3亚目10总科,即鞘喙亚目Coleorrhyncha(包括膜翅蝽总科Peloridioidea)、胸喙亚目Stemorrhyncha(包括木虱总科Psylloidea、粉虱总科Aleyrodoidea、蚧总科Coccoidea和蚜总科Aphidoidea)和头喙亚目Auchenorrhyncha[包括蜡蝉子亚目Fulgoromorpha(包括蜡蝉总科Fulgoroidea)和蝉子亚目Cicadomorpha(包括蝉总科Cicadoidea、沫蝉总科Cercopoidea、叶蝉总科Cicadelloidea和角蝉总科Membracoidea)]。近年来,形态学及分子学特征数据的支序分析研究表明,木虱总科、粉虱总科、蚧总科、蚜总科、蜡蝉总科、蝉总科、沫蝉总科、角蝉总科都是单系群;鞘喙亚目、胸喙亚目、蝉子亚目及蜡蝉子亚目也都是单系群,其相互之间的系统发育关系为：胸喙亚目 (蝉子亚目 (蜡蝉子亚目 (鞘喙亚目 异翅亚目(蝽类)))),它们共同组成了单系的半翅目Hemiptera。系统发育分析表明,在半翅目中,鞘喙亚目与异翅亚目具有最近的亲缘关系,蜡蝉子亚目与鞘喙亚目 异翅亚目是姊妹群,蝉子亚目是蜡蝉子亚目 (鞘喙亚目 异翅亚目)的姐妹群,胸喙亚目是半翅目中最早和最原始的一个分枝。因此传统的“同翅目”并不是一个自然的单系类群,而是一个人为的并系类群。目前,在国际昆虫学界,“同翅目”作为一个人为的并系类群已得到公认和普遍接受,并已不再作为昆虫纲的一个有效目被使用。然而,“同翅目”作为昆虫纲的一个有效目在国内一直被广泛使用,为此,作者建议我国的昆虫学工作者今后应停止使用“同翅目”这一人为的并系目名而使用单系的半翅目目名,即将长期以来一直置于“同翅目”的木虱、粉虱、蚧虫、蚜虫、蝉、沫蝉、叶蝉、角蝉及蜡蝉类昆虫与蝽类昆虫一起作为半翅目的成员对待。     

基于线粒体 COI 和 Cytb 基因的中国灰蝶三亚科主要类群间的系统发育关系分析

【目的】针对中国灰蝶科中亲缘关系较近的3个主要亚科［灰蝶亚科(Lycaeninae)、线灰蝶亚科(Theclinae)以及眼灰蝶亚科(Polyommatina)］,基于线粒体基因序列数据研究它们主要类群间的系统发育关系。【方法】对3亚科共53种灰蝶的线粒体 COI 和 Cytb 基因进行序列测定和序列变异分析,同时,基于最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(bayesian inference, BI)等建树方法重建53种灰蝶的系统发育树。【结果】串联的2个基因共1 431 bp,其中保守位点855个,可变位点576个,简约信息位点488个;A+T的平均含量为74.5%,明显高于G+C的平均含量(25.5%)。系统树显示,灰蝶亚科以及眼灰蝶亚科均是单系发生,线灰蝶亚科则为并系群。全部灰蝶物种共分为三大支系：灰蝶亚科为第1支系;眼灰蝶亚科与线灰蝶亚科中的旖灰蝶族(Hypolycaenini)、富丽灰蝶族(Aphnaeini)分别构成单系群并互为姊妹群,它们共同构成第2支系;线灰蝶亚科中的美灰蝶族(Eumaeini)、玳灰蝶族(Deudorigini)、娆灰蝶族(Arhopalini)和线灰蝶族(Theclini)构成第3支系,其亲缘关系为：（（（线灰蝶族+娆灰蝶族）+玳灰蝶族）+美灰蝶族）。【结论】本研究涉及的3个灰蝶亚科中,灰蝶亚科是一个独立的支系,眼灰蝶亚科与线灰蝶亚科之间有较近的亲缘关系,但它们内部主要类群间的系统发育关系还需要进一步的研究。     

碧蛾蜡蝉线粒体基因组全序列首次测定

自从1758年林奈建立半翅目后,有关半翅目高级阶元间的系统发育关系就一直存在争论。蜡蝉总科被认为是决定半翅目系统发育关系的一个重要分类单元。目前,GenBank中已有很多半翅目昆虫的线粒体基因组全序列或接近全序列,但是至今还没有关于蜡蝉总科昆虫线粒体基因组全序列的报道。因此测定蜡蝉总科昆虫的线粒体基因组全序列对于半翅目昆虫系统发育关系的研究具有重要意义。     

枣食芽象甲线粒体基因组全序列测定与系统发育分析

【目的】从线粒体基因组水平上探讨枣食芽象甲Scythropus yasumatsui与近缘种的系统发育关系。【方法】利用Illumina MiSeq测序平台对枣食芽象甲线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析;利用贝叶斯法和最大似然法构建基于象甲科13个物种的线粒体基因组13个蛋白质编码基因核苷酸序列的系统发育树。【结果】结果表明,枣食芽象甲线粒体基因组全长为16 472 bp (GenBank登录号: MF807224),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码控制区,37个基因的排列顺序与祖先昆虫的线粒体基因排列顺序一致。13个蛋白质编码基因的起始密码子为ATN,其中除了cob和nad1基因的完全终止密码子为TAG外,其余11个基因的完全终止密码子为TA(A)。22个tRNA基因中除了trnS1缺少DHU臂,反密码子由GCT变为TCT外,其余均能形成典型的三叶草结构。基于13个蛋白质编码基因序列构建的系统发育树结果显示,象甲科8个亚科系统发育关系为：(((隐喙象亚科(Cryptorhynchinae)+(象虫亚科(Curculioninae)+魔喙象亚科(Molytinae)))+长小蠹亚科(Platypodinae))+(粗喙象亚科(Entiminae)+Cyclominae亚科))+隐颏象亚科(Dryophthorinae)+小蠹亚科(Scolytinae))。【结论】在13种象甲科昆虫物种中,同属于粗喙象亚科的枣食芽象甲与南美果树象甲Naupactus xanthographus在系统发育树中聚为同一分支,表明基于线粒体基因组全序列的分子系统发育结果与传统的形态分类结果是一致的。     

烟蚜线粒体基因组全序列及系统发育分析（英文）

【目的】蚜虫是杂食性农业害虫。本研究旨在通过线粒体基因组分析更好地了解蚜科昆虫的系统发育关系。【方法】结合第二代测序和PCR扩增技术获得了烟蚜Myzus persicae线粒体基因组全序列,与蚜科其他昆虫进行了对比分析;以贝叶斯法和最大似然法基于13个蛋白编码基因对蚜科进行了系统发育分析。【结果】烟蚜线粒体基因组(Gen Bank登录号:KU_236024)序列全长17 832 bp,A+T含量84.1%,AT偏斜为0.094,GC偏斜为-0.296。包含13个蛋白编码基因(cox1-3,nad1-6,nad4L,atp6,atp8和cytb),22个tRNA,2个rRNA基因(rrn L和rrn S)和2个长的非编码区,其基因排列顺序与已知的蚜科昆虫相似,除了nad4以单独的T结尾,所有的蛋白编码基因均以ATN作为起始密码子,TAA作为终止密码子。在烟蚜线粒体基因组中,tRNAGlu和tRNAPhe中间有一段307 bp的非编码区,该编码区包含2个重复单元,烟蚜的控制区长2 531 bp,是所有测序蚜虫线粒体基因组中最长的。rrn L的二级结构包含6个结构域,44个茎环结构;rrn S的二级结构有3个结构域,24个茎环结构。基于烟粉虱和其他20种昆虫的13个蛋白编码基因重建的BI和ML系统发育树,与传统形态学分类结果一致。【结论】蚜亚科和长管蚜亚科的单系性得到了很好的支持;在长管蚜亚科的分支中,M.persicae与D.noxia聚成一支,并且C.salicicola位于进化枝的底部。本研究结果为蚜科系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

小红珠绢蝶线粒体基因组特征及基于线粒体基因组的蝶类高级阶元系统发育关系分析

【目的】了解小红珠绢蝶Parnassius nomion线粒体基因组的特征,并从线粒体基因组水平探究蝶类高级阶元的系统发育关系。【方法】采用PCR扩增技术及Sequencher 4.8拼接软件获得小红珠绢蝶线粒体基因组全序列。参考鳞翅目昆虫已知线粒体基因组全序列并使用MEGA6.0软件对小红珠绢蝶线粒体基因组中各基因进行定位和注释。采用tRNA Scan-SE 1.21在线预测小红珠绢蝶线粒体基因组tRNA基因的二级结构。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列重建了包含凤蝶总科中凤蝶科(Papilionidae)、绢蝶科(Parnassiidae)、粉蝶科(Pieridae)、眼蝶科(Satyridae)、蛱蝶科(Nymphalidae)、灰蝶科(Lycaenidae)、斑蝶科(Danaidae)、珍蝶科(Acraeidae)、喙蝶科(Libyheidae)和蚬蝶科(Riodinidae)10个科28种蝴蝶的系统发育关系。【结果】结果表明,小红珠绢蝶线粒体基因组全序列总长度为15 362 bp(Gen Bank登录号:MF496134),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个A+T富含区。小红珠绢蝶线粒体基因组中存在较高的A+T含量(79.6%)。小红珠绢蝶线粒体基因组13个蛋白质编码基因中UUA的相对同义密码子使用频率(RSCU)最高(5.08),而AGG和CCG相对同义密码子使用频率(RSCU)均较低(0),这与大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana的分析结果一致。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构,这与鳞翅目中目前已得到的其他昆虫线粒体基因组中tRNA基因的二级结构一致。系统发育分析结果显示,凤蝶总科内蚬蝶科与灰蝶科的亲缘关系最近;粉蝶科与蛱蝶科、珍蝶科、眼蝶科、斑蝶科、喙蝶科、蚬蝶科和灰蝶科的系统发育关系更近;绢蝶科与凤蝶科锯凤蝶亚科亲缘关系最近,随后二者与凤蝶亚科物种聚为一支。在绢蝶科中,小红珠绢蝶与依帕绢蝶Parnassius epaphus的亲缘关系最近。【结论】本研究支持绢蝶科物种归为绢蝶亚科,绢蝶亚科、锯凤蝶亚科和凤蝶亚科归入凤蝶科,且绢蝶亚科与锯凤蝶亚科为姐妹群。     

土蜂科线粒体基因组序列测定和分析

【目的】本研究旨在通过针尾部(Aculeata)昆虫线粒体基因组系统发育分析认知土蜂科(Scoliidae)的单系性及系统发育位置。【方法】利用Illumina Hiseq2500二代测序技术测序土蜂科3属5种的线粒体基因组,并进行注释和分析;基于针尾部昆虫36个线粒体基因组13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)和2个rRNA基因序列采用最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(Bayesian inference, BI)法构建系统发育树。【结果】新测序的土蜂科5个线粒体基因组为五带波壁土蜂Colpa quinquecincta线粒体基因组(GenBank登录号：OM103696),齿石波壁土蜂Colpa tartara线粒体基因组(GenBank登录号：OM103697),厚大长腹土蜂Megacampsomeris grossa线粒体基因组(GenBank登录号：OM103796),台湾大长腹土蜂Megacampsomeris formosensis线粒体基因组(GenBank登录号：OM142776)和斯式土蜂Sc...     

甜果螨全线粒体基因组测序与分析

【目的】测定和分析甜果螨Carpoglyphus lactis线粒体基因组全序列,并在线粒体基因组水平探讨其在真螨总目(Acariformes)中的系统发育地位,为真螨总目分类及果螨科线粒体基因组研究提供科学依据。【方法】挑取实验室饲养的甜果螨成螨,用传统的酚氯仿抽提法和试剂盒提取法提取甜果螨基因组DNA。然后采用节肢动物或螨类线粒体基因的通用引物PCR扩增出甜果螨线粒体基因cox1,cob,rrnS和nad4-nad5的部分序列;再设计种特异性引物进行Long-PCR扩增和步移法测序,测出甜果螨线粒体基因组全序列。应用SeqMan, SEQUIN 9.0和tRNAscan等生物信息学软件,对甜果螨线粒体基因组的基因结构等进行生物信息学分析。最后基于17种真螨总目螨类的蛋白质编码基因,采用最大似然法构建系统发育树。【结果】甜果螨线粒体全基因组总长为14 060 bp(GenBank登录号:MN073839),为典型的闭合双链DNA分子,共由37个基因组成,包括13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个tRNA基因和2个rRNA基因;甜果螨线粒体基因组还包括1个大的非编码区(large non-coding region, LNR)。系统发育分析结果显示,甜果螨Carpoglyphus lactis属于无气门亚目粉螨总科(Acaroidae),与椭圆食粉螨Aleuroglyphus ovatus构成一支。粉螨总科(Acaroidae)和薄口螨总科(Histiostomatoidae)聚成一簇,与痒螨股(Psoroptidia)构成姐妹群。【结论】本研究首次获得并分析了甜果螨线粒体基因组全序列。甜果螨与椭圆食粉螨的亲缘关系较近。     

Parallel rate heterogeneity in chloroplast and mitochondrial genomes of Brazil nut trees (Lecythidaceae) is consistent with lineage effects

We investigated whether relative rates of divergence were correlated between the mitochondrial and chloroplast genomes as expected under lineage effects or were genome specific as expected with locus-specific effects. Five mitochondrial noncoding regions (nad1B_C, nad4exon1_2, nad7exon2_3, nad7exon3_4, and rps14-cob) for 21 samples from Lecythidaceae were sequenced. Three chloroplast regions (rpl20-5'rps12, trnS-trnG, and psbA-trnH) were sequenced to expand the taxa in an existing data set. Absolute rates of nucleotide and insertion and deletion (indel) changes were 13 times faster in the chloroplast genome than in the mitochondrial genome. Similar indel length frequency distributions for both organelles suggested that common mechanisms were responsible for generating indels. Molecular clock tests applied to phylogenetic trees estimated from mitochondrial and chloroplast sequences revealed global rate heterogeneity of nucleotide substitution. Maximum likelihood and Tajima's 1D relative rate tests show that Lecythis zabucajo exhibited a rate acceleration for both the mitochondrial and chloroplast sequences. Whereas Eschweilera romeu-cardosoi showed a significant rate slowdown for chloroplast sequences, the mitochondrial sequences for 3 Eschweilera taxa showed evidence for a rate slowdown only when compared with L. zabucajo. Significant rate heterogeneity was also observed for indel changes in the mitochondrial genome but not for the chloroplast. The lack of mitochondrial nucleotide changes for some taxa as well as chloroplast indel homoplasy may have limited the power of relative rate tests to detect rate variation. Relative ratio tests consistently indicated rate proportionality among branch lengths between the mitochondrial and chloroplast phylogenetic trees. The relative ratio tests showed that taxa possessing rate heterogeneity had parallel relative divergence rates in both mitochondrial and chloroplast sequences as expected under lineage effects. A neutral replication-dependent model of rate heterogeneity for both nucleotide and indel changes provides a simple explanation for common patterns of rate heterogeneity across the 2 organelle genomes in Lecythidaceae. The lineage effects observed here were uncoupled from annual/perennial habit because all the species from this study are perennial.     

基于线粒体基因组序列的鞘翅目肉食亚目水生类群系统发育分析

【目的】明确肉食亚目(Adephaga)水生类群线粒体基因组的基本特征,并基于线粒体基因组序列分析肉食亚目水生类群的系统发育关系。【方法】基于Illumina HiSeq X Ten测序技术测定了圆鞘隐盾豉甲Dineutus mellyi和齿缘龙虱Eretes sticticus的线粒体全基因组序列,对其进行了基因注释,并对其tRNA基因二级结构进行了预测分析。加上已公布的鞘翅目(Coleoptera)肉食亚目水生类群17个种的线粒体基因组序列,对该类群共19个种线粒体的蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)开展了比较基因组学分析,包括AT含量、密码子偏好性、选择压力等。基于13个PCGs的氨基酸序列和核苷酸序列,利用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)分别构建鞘翅目肉食亚目水生类群的系统发育关系,并通过FcLM分析进一步评估伪龙虱科(Noteridae)和瀑甲科(Meruidae)的系统发育位置。【结果】圆鞘隐盾豉甲和齿缘龙虱的线粒体基因组全长分别为16 123 bp(GenBank登录号: MN781126)和16 196 bp(GenBank登录号: MN781132),都包含13个PCGs、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个D-loop区(控制区)。19个肉食亚目水生类群线粒体基因组PCGs的碱基组成都呈现A+T偏好性,在密码子使用上也都偏向于使用富含A+T的密码子;在进化过程中13个PCGs的进化模式相同,都受到纯化选择。基于线粒体基因组13个PCGs的氨基酸序列的肉食亚目水生类群的系统发育关系为(豉甲科Gyrinidae+(沼梭甲科Haliplidae+((壁甲科Aspidytidae+(两栖甲科Amphizoidae+龙虱科Dytiscidae))+(水甲科Hygrobiidae+(瀑甲科Meruidae+伪龙虱科Noteridae)))))。【结论】研究结果表明,豉甲科是肉食亚目水生类群的基部类群,接下来是沼梭甲科和龙虱总科;伪龙虱科和瀑甲科互为姐妹群,并一起作为龙虱总科内部的一个分支;两栖甲科与龙虱科具有更近的亲缘关系。     

The complete mitochondrial genome of the nudibranch Roboastra europaea (Mollusca: Gastropoda) supports the monophyly of opisthobranchs

The complete nucleotide sequence (14,472 bp) of the mitochondrial genome of the nudibranch Roboastra europaea (Gastropoda: Opisthobranchia) was determined. This highly compact mitochondrial genome is nearly identical in gene organization to that found in opisthobranchs and pulmonates (Euthyneura) but not to that in prosobranchs (a paraphyletic group including the most basal lineages of gastropods). The newly determined mitochondrial genome differs only in the relative position of the trnC gene when compared with the mitochondrial genome of Pupa strigosa, the only opisthobranch mitochondrial genome sequenced so far. Pupa and Roboastra represent the most basal and derived lineages of opisthobranchs, respectively, and their mitochondrial genomes are more similar in sequence when compared with those of pulmonates. All phylogenetic analyses (maximum parsimony, minimum evolution, maximum likelihood, and Bayesian) based on the deduced amino acid sequences of all mitochondrial protein-coding genes supported the monophyly of opisthobranchs. These results are in agreement with the classical view that recognizes Opisthobranchia as a natural group and contradict recent phylogenetic studies of the group based on shorter sequence data sets. The monophyly of opisthobranchs was further confirmed when a fragment of 2,500 nucleotides including the mitochondrial cox1, rrnL, nad6, and nad5 genes was analyzed in several species representing five different orders of opisthobranchs with all common methods of phylogenetic inference. Within opisthobranchs, the polyphyly of cephalaspideans and the monophyly of nudibranchs were recovered. The evolution of mitochondrial tRNA rearrangements was analyzed using the cox1+rrnL+nad6+nad5 gene phylogeny. The relative position of the trnP gene between the trnA and nad6 genes was found to be a synapomorphy of opisthobranchs that supports their monophyly.     

合哑蝉成虫消化道形态、组织结构及超微结构（英文）

【目的】本研究通过合哑蝉Karenia caelatata成虫消化道的形态学、组织学和超微结构研究,进一步了解蝉科(Cicadidae)代表种类的消化道形态和功能分化。【方法】利用光学显微镜和透射电子显微镜技术,对合哑蝉雄成虫消化道的整体形态以及食道、滤室(中肠前端及后端、马氏管基部、后肠基部)、滤室外中肠(锥形体、中肠环)、后肠(回肠、直肠)的一般形态和超微结构进行了详细观察,同时对滤室的组织结构进行了研究。【结果】结果表明,合哑蝉消化道由食道、滤室、滤室外中肠及后肠组成。食道狭长,被有上表皮和内表皮。中肠前端、中肠后端、马氏管基部以及后肠基部被一肌肉鞘包围形成滤室构造。组成中肠前端和后端的细胞基膜高度内褶,顶端的微绒毛发达。中肠后端分布许多线粒体和高电子密度的分泌颗粒。滤室外的中肠包括膨大的锥形体、中肠环。其中,锥形体由两种细胞组成;中肠环分为前、中、后3个不同的区段。前中肠细胞包含大量的分泌颗粒、线粒体、粗面内质网和溶酶体;中中肠细胞含有分泌颗粒;后中肠细胞包括许多低电子密度的分泌颗粒和滑面内质网。类铁蛋白颗粒零星分布于中肠环的前、中区段。组成锥形体和中肠环前端的细胞顶端微绒毛被丝状物质覆盖。后肠被有一层表皮。食道、中肠环中段、直肠细胞中含有微生物。【结论】本研究获得的合哑蝉消化道形态、组织结构和超微结构方面的信息为其功能分化研究提供了重要信息。同时,相关微生物的发现为进一步探讨共生菌与蝉总科昆虫的协同进化提供了信息。     

Making the most of mitochondrial genomes--markers for phylogeny, molecular ecology and barcodes in Schistosoma (Platyhelminthes: Digenea)

An increasing number of complete sequences of mitochondrial (mt) genomes provides the opportunity to optimise the choice of molecular markers for phylogenetic and ecological studies. This is particularly the case where mt genomes from closely related taxa have been sequenced; e.g., within Schistosoma. These blood flukes include species that are the causative agents of schistosomiasis, where there has been a need to optimise markers for species and strain recognition. For many phylogenetic and population genetic studies, the choice of nucleotide sequences depends primarily on suitable PCR primers. Complete mt genomes allow individual gene or other mt markers to be assessed relative to one another for potential information content, prior to broad-scale sampling. We assess the phylogenetic utility of individual genes and identify regions that contain the greatest interspecific variation for molecular ecological and diagnostic markers. We show that variable characters are not randomly distributed along the genome and there is a positive correlation between polymorphism and divergence. The mt genomes of African and Asian schistosomes were compared with the available intraspecific dataset of Schistosoma mansoni through sliding window analyses, in order to assess whether the observed polymorphism was at a level predicted from interspecific comparisons. We found a positive correlation except for the two genes (cox1 and nad1) adjoining the putative control region in S. mansoni. The genes nad1, nad4, nad5, cox1 and cox3 resolved phylogenies that were consistent with a benchmark phylogeny and in general, longer genes performed better in phylogenetic reconstruction. Considering the information content of entire mt genome sequences, partial cox1 would not be the ideal marker for either species identification (barcoding) or population studies with Schistosoma species. Instead, we suggest the use of cox3 and nad5 for both phylogenetic and population studies. Five primer pairs designed against Schistosoma mekongi and Schistosoma malayensis were tested successfully against Schistosoma japonicum. In combination, these fragments encompass 20-27% of the variation amongst the genomes (average total length approximately 14,000bp), thus providing an efficient means of encapsulating the greatest amount of variation within the shortest sequence. Comparative mitogenomics provides the basis of a rational approach to molecular marker selection and optimisation.     

绿眼赛茧蜂线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】测定绿眼赛茧蜂Zele chlorophthalmus线粒体基因组全序列,分析其基因组结构及茧蜂科(Braconidae)部分类群的系统发育关系。【方法】利用Illumina MiSeq二代测序技术对绿眼赛茧蜂的线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释,分析其结构特点和碱基组成;基于22种茧蜂科昆虫的COX1蛋白编码基因序列,应用最大似然法(ML)和邻接法(NJ)构建系统发育树,分析绿眼赛茧蜂与茧蜂科其他昆虫的系统发育关系。【结果】绿眼赛茧蜂线粒体基因组全长16 661 bp(GenBank登录号: MG822749),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,共37个基因,以及1个控制区。线粒体基因组有明显的核苷酸组成的偏倚,AT偏正,GC偏负,其A+T含量为82.83%。基因排列顺序与推测的昆虫祖先的序列不完全一致,tRNA基因7处发生重排。13个蛋白质编码基因均以ATN为起始密码子,以TAA为终止密码子。在22个tRNA基因二级结构中,除tRNA^His(H)缺失TΨC环和tRNA^Cys(C)仅剩二氢尿嘧啶(DHU)臂和反密码子臂外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。基于COX1蛋白编码序列的系统发育分析结果显示,与绿眼赛茧蜂亲缘关系最近的是同属于赛茧蜂属的雪跗赛茧蜂Z. niveitarsis。【结论】本研究首次获得绿眼赛茧蜂线粒体基因组全序列。结果表明绿眼赛茧蜂隶属于优茧蜂亚科(Euphorinae)赛茧蜂属,并支持赛茧蜂属的单系性。     

The mitochondrial genome of Gyrodactylus derjavinoides (Platyhelminthes: Monogenea)--a mitogenomic approach for Gyrodactylus species and strain identification

Systematists and evolutionary biologists are constantly on the lookout for new sources of characters to discriminate amongst taxa and estimate interrelationships within and between taxa. Entire mitochondrial genomes provide a wealth of data, both at the nucleotide and amino acid level. Molecular markers are of particular utility when applied to small, morphologically conserved taxa, as is the case for many monogenean ectoparasites of fish. Gyrodactylus species display a considerable degree of anatomical conservatism, complicating diagnostics based solely on morphology, and some are significant pests of wild and cultured fish. Here we sequenced the complete mitochondrial genome of Gyrodactylus derjavinoides Malmberg, Collins, Cunningham & Behiar 2007, one of the most frequently found gyrodactylid species on salmonids in Scandinavia, and compared it with the recently published genomes of Gyrodactylus salaris Malmberg, 1957 and Gyrodactylus thymalli Zitnan 1960. Through comparative sliding window analysis we identified regions of high sequence variability and designed new primer sequences. In total, 6 new primer pairs have been developed, amplifying fragments of cox1, cox3, nad1, nad2, nad4, nad5 and atp6. Together, they amplify regions capturing almost half the nucleotide variability present in the complete mitochondrial genome. These degenerate primers should also work for other Gyrodactylus species parasitizing salmonids. In addition, we developed a multiplex assay that simultaneously amplifies four fragments in a single PCR reaction. Besides the diagnostic value, these fragments can be used for studying the transmission dynamics of Gyrodactylus, providing crucial information for an improved understanding of the spread and epidemiology of these important fish pathogens.