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。     

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...     

水生肉食亚目(Hydradephaga)系统发育学研究简论

水生肉食亚目(Hydradephaga)属于鞘翅目Coleoptera,是一类具有水生习性的食肉性真正水生甲虫(True water beetles)。在真正水生甲虫的系统分类中存在三种假说,一种是肉食亚目(Adephaga)位于该系统的基部,一种是多食亚目(Polyphaga)位于该系统基部,第三种是藻食亚目(Myxophaga)位于该系统基部。最近研究结果更多倾向第一种假说。目前水生肉食亚目大约有5 500个种,200多个属,含8个科。水生肉食亚目的科间水平系统发育关系虽被广泛研究,但观点仍不统一。有代表意义的有三个假说,一是豉甲科(Gyrinidae)位于系统基部,接下来是龙虱科(Dytiscidae)、两栖甲科(Amphizoidae)、水甲科(Hygrobiidae)、小粒龙虱科(Noteridae)与沼梭科(Haliplidae);二是沼梭科位于系统的基部;三是豉甲科位于系统的基部,接下来是沼梭科和龙虱总科(Dytiscoidea),其中龙虱总科由两栖甲科、水甲科、龙虱科、小粒龙虱科组成。目前根据形态学的分类,并结合分子系统学研究方法,第三种假说更符合水生肉食亚目的系统分类,也支持了水生肉食亚目作为一个单系,其祖先来自陆生的假说。     

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 n...     

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。     

蚕豆象的线粒体基因组研究及系统发育分析

【目的】蚕豆象是农业上一种重要害虫,本文测序、分析了蚕豆象的线粒体全基因组,以期为更好地理解茎甲亚科分支类群、豆象亚科和蚕豆象的系统发育提供线粒体基因组数据。【方法】在系统发育分析中,内群取样包含茎甲亚科分支类群的22种昆虫,外群选择2个肖叶甲亚科（Basilepta fulvipes和Basilepta melanopus）昆虫,分别利用最大似然法和贝叶斯法重建茎甲亚科分支类群的系统发育关系。【结果】蚕豆象的线粒体基因组全长为16586 bp （GenBank序列号：OP650255）,包含37个基因（13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和22个转运RNA基因）和一段非编码控制区。所有转运RNA基因中,除trnS1因缺少二氢尿嘧啶（DHU）臂而形成一个简单的环,无法构成稳定的三叶草结构外,其余转运RNA基因均能形成典型的三叶草结构。此外,trnS1的反密码子不是常见的GCU,而是UCU。【结论】本研究首次获得了蚕豆象的线粒体基因组全序列。2种不同的系统发育分析方法构建的系统发育关系显示：豆象亚科、茎甲亚科、水叶甲亚科和负泥虫亚科为单系群;豆象亚科与水叶甲亚科+负泥虫亚科为姐妹群;蚕豆象与四纹豆象为姐妹群。     

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...     

入侵害虫甘薯凹胫跳甲的鉴定及线粒体基因组分析

【目的】基于形态学鉴定和分子生物学技术确认甘薯凹胫跳甲Chaetocnema confinis是否入侵中国大陆,测定甘薯凹胫跳甲线粒体基因组序列,分析基因组结构及其系统发育关系。【方法】应用显微镜观察从广东不同地点采集的甘薯凹胫跳甲成虫的形态特征,并扩增cox1基因DNA序列进行分子鉴定;利用Illumina MiSeq测序平台对甘薯凹胫跳甲线粒体基因组进行测序、拼装、注释和特征分析;基于亲缘关系相近种属的线粒体基因组序列进行共线性分析和构建系统发育树,分析基因重排和系统发育关系。【结果】形态和分子鉴定结果表明大陆甘薯上发现的跳甲为甘薯凹胫跳甲。甘薯凹胫跳甲线粒体基因组序列大小为15 685 bp,包括有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区;这37个基因之间排列紧凑,间隔总长度101 bp,排列顺序与模式昆虫Drosophila yakuba线粒体基因排列顺序相同。甘薯凹胫跳甲线粒体基因组A+T含量为77.3%,具有明显的AT偏向性。13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN。在22个tRNA基因中除trnS1的DHU臂缺失,trnD, trnG, trnN和trnT的二级结构中缺少TψC环外,其余17个都能形成典型的三叶草式二级结构,另trnK的反密码子突变为UUU,trnS1的反密码子突变为UCU。甘薯凹胫跳甲的控制区片段长度仅有60 bp,是目前已报道的昆虫线粒体基因组中最短的控制区。基于线粒体基因组的系统发育分析表明,甘薯凹胫跳甲与跳甲亚科(Alticinae)黄曲条跳甲Phyllotreta striolata亲缘关系最近。【结论】甘薯凹胫跳甲已经入侵到中国大陆。本研究获得了甘薯凹胫跳甲的线粒体基因组序列,为防控甘薯凹胫跳甲和分析叶甲科(Chrysomelidae)各种属间的系统发育关系奠定了基础。     

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。     

鞘翅目高级阶元分子系统学： 研究现状及存在的问题

鞘翅目是世界上物种最丰富的类群, 分为原鞘亚目（Archostemata Kolbe, 1908）、 藻食亚目（Myxophaga Crowson, 1955）、 肉食亚目（Adephaga Schellenberg, 1806）和多食亚目（Polyphaga Emery, 1886）。随着分子生物学的发展,分子系统学的技术被广泛应用于鞘翅目系统学研究中。本文综述了鞘翅目高级阶元的分子系统学的研究进展及存在问题。基于分子生物学手段, 分子分类学家提出了关于鞘翅目高级阶元分子系统学很多假说, 分子分析结果支持鞘翅目的4个亚目各为单系, 而亚目间的系统关系还不统一。基于分子手段对于亚目内的系统发育关系的研究也有了一定的进展, 比如： 分子系统学结果支持肉食亚目的水生类群和陆生类群分别为单系, 水生类群为一次起源。目前, 鞘翅目高级阶元分子系统学的研究还不够成熟和完善, 主要表现为： 材料选择有限且不均衡、 基因数目和适合度不理想, 以及一些关键节点研究的欠缺。     

豉甲科及水生肉食亚目的分子系统发育学分析(昆虫纲：鞘翅目)

利用PAUP和MrBayes软件,对线粒体COⅠ基因序列3个密码子位置的数据模块分别进行了豉甲科(Gyrinidae)和水生肉食亚目(Hydradephaga)在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得了理想的分析结果。由PAUP生成的豉甲科最优树来自第二密码子数据模块的分析,而由MrBayes生成的最优树来自全部密码子数据模块的分析。此外,用对应的氨基酸序列生成的ME和MP树与第二密码子数据模块分析的结果也一致。亚科Orectochilinae和Gyrininae以高的支持率形成了单系。然而,来自亚科Enhydrinae的种Porrorhynchus landaisi landaisi呈现了异常的位置。SH-test检验也支持该异常位置,表明这个种可能代表了一个科。在来自第二密码子数据模块的水生肉食亚目最优ML树中,整个Hydradephaga树呈现单系,豉甲科位于树的基部,表明了该科在水生肉食亚目中是一个早期的分支。在树中还产生了一个单系的Dytiscoidea总科,由Dytiscidae、Hygrobiidae、Noteridae和Amphizoidae 4个科组成,单系的Haliplidae与之成为姐妹群。此外线粒体分子钟的结果表明豉甲科的5对相近种间的分化是一个短时期内发生的(0.01～1.81百万年前),这点可能与它们的特殊地理分布有关。     

褐飞虱丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4的克隆及表达模式分析

【目的】克隆和分析褐飞虱Nilaparvata lugens丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4,并探明其时空表达谱和病原真菌诱导表达模式。【方法】基于褐飞虱转录组和全基因组序列数据,利用PCR技术克隆得到褐飞虱Nlserpin4基因的全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其核苷酸和蛋白质序列特征;通过qRT-PCR技术检测其在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体)中的时空表达谱,以及金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式。【结果】克隆获得褐飞虱Nlserpin4基因全长cDNA序列(GenBank登录号:MN822802),其开放阅读框长1 227 bp,编码408个氨基酸,蛋白的相对分子质量和等电点分别为45.91 kD和6.23。氨基酸序列分析表明,Nlserpin4蛋白无糖基化位点,N端包含一段由23个氨基酸残基组成的信号肽,C端具有serpin蛋白家族典型的RCL区,且含有能被靶标蛋白酶识别的活性裂解位点。系统发育分析表明,Nlserpin...     

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。     

麻竖毛天牛线粒体基因组测定及天牛科线粒体基因组比较分析

【目的】线粒体基因组分析是研究昆虫系统发育的重要手段。本研究通过测定麻竖毛天牛Thyestilla gebleri(Faldermann,1835)线粒体基因组,比较分析天牛科Cerambycidae线粒体基因组的特征,进而初步探讨麻竖毛天牛系统发育地位和天牛科部分类群之间的系统进化关系。【方法】采用引物步移法测定麻竖毛天牛线粒体基因组全序列。参照Gen Bank收录的16种天牛线粒体基因组序列进行基因注释;采用在线软件t RNAscan-SE Search Server对转运RNA(t RNA)的二级结构进行了预测。通过对16种天牛的线粒体基因组进行重新注释,结合本研究获得的麻竖毛天牛线粒体基因组进行序列特征比较分析。基于11个蛋白编码基因的核苷酸序列,利用最大似然法构建了天牛科17种天牛的系统发育树。【结果】麻竖毛天牛线粒体基因组全长15 505 bp,A+T含量为74.07%,包含13个蛋白编码基因(PCGs),2个核糖体RNA(r RNA)基因,22个t RNA基因和一个长度为872 bp的控制区,未发现基因重排。通过比对17种天牛的线粒体基因组,发现长翅暗天牛Vesperus conicicollis一个t RNA(trn P)基因的移位。17种天牛的t RNA中,trn S1(AGN)的D臂均缺失,其余t RNA都具有典型的三叶草结构。大部分种类的蛋白编码基因起始密码子为典型的ATN(ATA、ATT、ATC、ATG),只有部分种类的Nad1、COI、ATP8基因存在特殊的起始密码子(TTG、AAC、AAT、GTG),终止密码子均为常见的TAR(TAA、TAG)或不完全的T和TA。系统发育树中,6个亚科分别单独分支,其中,麻竖毛天牛与云斑白条天牛Batocera lineolata聚为一支。【结论】麻竖毛天牛线粒体基因组符合天牛线粒体基因组的一般特征;除少数t RNA基因存在重排外,天牛科线粒体基因排列相对稳定;基于线粒体基因组的系统发育分析支持天牛科6个亚科的单系性,麻竖毛天牛和云斑白条天牛亲缘关系较近。     

访花昆虫野蚜蝇线粒体基因组结构分析

野蚜蝇Syrphus torvus(Osten-Sacken)成虫具访花习性,是重要的传粉昆虫;幼虫捕食蚜虫,是蚜虫重要天敌之一.本研究通过高通量测序、组装拼接获得了完整的野蚜蝇线粒体基因组全序列(GenBank登录号:MW074962),其序列全长为16 444 bp,包含13个蛋白编码基因(PCGs)、22个tRN...     

骚扰阿蚊线粒体全基因组序列测定和分析

【目的】测定和分析骚扰阿蚊Armigeres subalbatus线粒体全基因组序列,并在线粒体基因组水平探讨阿蚊属Armigeres在库蚊亚科(Culicinae)中的系统发育地位。【方法】经PCR扩增和序列测定,首次得到骚扰阿蚊线粒体基因组序列;对其核苷酸组成和结构特点进行分析;基于蛋白质编码基因核苷酸序列,采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)构建库蚊亚科8个种的系统发育关系。【结果】骚扰阿蚊线粒体基因组全长14 891 bp(Gen Bank登录号:KY978578),包含37个基因,其中含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,各基因位置、排列顺序与蚊科已知物种的一致;基因组碱基组成具有明显的偏好性,全基因组AT-skew为正值,GC-skew为负值;13个蛋白质编码基因的起始密码子除COⅠ使用TCG外,其余均为ATN,终止密码子除COⅡ使用不完全的T外,其余均为TAA;22个tRNA基因中除tRNA~(Ser(AGN))缺失DHU臂,其余均可形成典型的三叶草式二级结构。基于库蚊亚科8个种的线粒体基因组系统发育关系为库蚊属Culex+(阿蚊属Armigeres+伊蚊属Aedes)。【结论】分析库蚊亚科的线粒体基因组系统发育关系发现,阿蚊属Armigeres与伊蚊属Aedes亲缘关系较其与库蚊属Culex更近,这与传统的形态分类学结果相吻合。     

小长蝽线粒体基因组全序列测定与长蝽总科系统发育分析

为了解小长蝽Nysius ericae(Schilling)线粒体基因组结构及长蝽总科的分子系统发育关系。本试验采用Illumina MiSeq测序平台对小长蝽线粒体基因进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析,利用最大似然法和贝叶斯法构建基于12种长蝽总科昆虫线粒体全基因组核苷酸序列的系统发育树。小长蝽线粒体基因组全长为16 330 bp(GenBank登录号：MW465654),基因组包括13个蛋白编码基因(PCGs),22个tRNA基因,2个rRNA基因和1段非编码控制区。11个蛋白质编码基因的起始密码子为典型的ATN;cox1,nad4l的起始密码子为TTG。cob的终止密码子为TAG,其余蛋白编码基因的终止密码子为TAA。只有trnS1缺少DHU臂,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。12种长蝽总科昆虫线粒体全基因组序列构建的昆虫系统发育树结果显示,小长蝽与Nysius plebeius具有更近的亲缘关系,且与传统形态学分类基本一致。小长蝽线粒体基因组符合长蝽总科线粒体基因组的一般特征。结果表明小长蝽与N.plebeius的亲缘关系更近。     

黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】测序和分析黄侧异腹胡蜂Parapolybia crocea线粒体基因组,并在线粒体基因组水平探讨异腹胡蜂属Parapolybia在胡蜂科中的系统发育地位。【方法】用Illumina二代测序技术测定黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全序列,分析其结构特点和碱基组成;使用最大似然法(maximum likelihood,ML)构建胡蜂科7个种线粒体基因组的系统发育树,分析其在胡蜂科中的系统发育关系。【结果】黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全长16 619 bp(Gen Bank登录号:KY679828),包含13个蛋白质编码基因,22个t RNA基因,2个r RNA基因(rrn S和rrn L)和1个控制区,基因排列顺序与推测的昆虫祖先序列不完全一致;全部蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN,终止密码子除CYTB和ND1为TAG外,其余均为TAA;除t RNASer(AGN)的DHU臂缺失外,其他t RNA均能折叠成典型的三叶草结构;控制区中存在一个18 bp的T-stretch结构和2段串联重复序列。胡蜂科7个种基于线粒体基因组的系统发育关系表现为蜾蠃亚科+(胡蜂亚科+马蜂亚科),异腹胡蜂属与马蜂属Polistes同属于马蜂亚科。【结论】黄侧异腹胡蜂线粒体基因组存在基因重排现象。基于线粒体基因组的胡蜂科系统发育关系与传统的形态分类学结果一致:异腹胡蜂属隶属于马蜂亚科,马蜂亚科与胡蜂亚科的亲缘关系较其与蜾蠃亚科更近。     

吸虱亚目trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因间独立进化和协同进化的研究

【目的】吸虱亚目是真兽类动物的永久专性体表寄生虫。吸虱亚目的线粒体基因组发生了剧烈的裂化,形成了不同于以往典型单一大环的多个裂化微环。本文对17种吸虱以及外群尖叫虱Bothriometopus macrocnemis的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因序列进行比较分析,探讨trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因间的独立进化和协同进化。【方法】对云南采集到的3科3属4种吸虱(弯多板虱Polyplax reclinata、锯多板虱Polyplax serrata、太平洋甲胁虱Hoplopleura pacifica和麝鼩钩板虱Ancistroplax crocidurae),用IlluminaMiSeq PE250平台高通量测序后与GenBank中查找的其它13种吸虱及尖叫虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因序列进行比较,采用最大简约法(Maximumparsimony,MP)分析17种吸虱trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因的进化关系。【结果】17种吸虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因均形成典型的三叶草结构,trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因在虱属、阴虱属和猴虱属中有较长的等同序列;在甲胁虱属和钩板虱属中有很短的等同序列;在多板虱属、微胸虱属和血虱属中的等同序列介于二者之间。常见典型单一环状线粒体基因组物种的trnL_1(tag)和trn L2(taa)基因等同序列的长度在6-10 bp之间。对17种吸虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因序列进行同源性比较分析,发现不同属吸虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因序列相似度差异较大,同属内吸虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因序列相似度差异较小。基于17种吸虱及尖叫虱的trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因构建系统进化树,结果表明trn L1(tag)、trn L2(taa)及trn L1(tag)和trn L2(taa)基因间既有协同进化又有独立进化。【结论】trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因等同序列较长的吸虱易发生协同进化,等同序列较短的吸虱易发生独立进化。吸虱亚目的 trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因协同进化是长期的或发生在远缘物种间,而独立进化是短期(两次重组事件间)的或发生在近缘物种间。吸虱亚目线粒体基因组的裂化模式可能影响trnL_1(tag)和trnL_2(taa)基因等同序列的长短。     

丝殊角萤叶甲的线粒体基因组测序及系统发育分析

【目的】为探究丝殊角萤叶甲Agetocera filicornis (Laboissiere, 1927)线粒体基因组结构特征及叶甲亚科的系统发育关系。【方法】利用高通量测序方法测定丝殊角萤叶甲线粒体基因组序列。选择叶甲亚科Chrysomelinae和萤叶甲亚科Galerucinae的128个物种作为内群,选择肖叶甲亚科Eumolpinae的3个物种作为外群,利用最大似然法和贝叶斯法重建叶甲亚科的系统发育关系。【结果】丝殊角萤叶甲的线粒体基因组全长为15 814 bp,包含37个基因（13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和22个转运RNA基因）和一段非编码控制区。其线粒体基因组AT含量丰富（76.6%）,并且AT偏斜为正值（0.053）,GC偏斜为负值（﹣0.252）。不同的系统发育分析方法构建的系统发育关系支持萤叶甲亚科为单系群,叶甲亚科为非单系群。【结论】本研究首次获得了丝殊角萤叶甲的线粒体基因组全序列。构建了叶甲亚科的系统发育关系,为更好地理解叶甲亚科、萤叶甲亚科和丝殊角萤叶甲的系统发育提供线粒体基因组数据。