蜻蜓目高级阶元系统发育关系研究进展

综述了对蜻蜓目系统发育的研究。对一些规模较大较全面的研究结果做了描述,并对其进行比较;对最近的基于分子的和基于形态的研究的共同点做了总结,其共同支持的观点包括:束翅亚目处于分支的基部为一并系类群,差翅亚目与间翅亚目关系较近。     

中国树花线粒体基因组特征及系统发育分析

中国树花是广布于北半球的一种地衣,具有抗病毒、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗炎和治疗糖尿病等生物活性。本研究首次对中国树花Ramalina sinensis的线粒体基因组进行测序、组装和注释,结果表明其线粒体基因组是一个长度为38 265 bp的环状分子,共编码42个基因(15个蛋白质编码基因(PCGs)、2个rRNA基因和25个tRNA基因),碱基组成具有明显AT偏好性,其中24个tRNA被成功预测为典型三叶草结构。密码子偏好性分析显示该线粒体基因组对A/U结尾的密码子具有明显偏好性。树花科地衣共线性分析没有发现大面积的基因重排现象。与间枝树花R. intermedia的线粒体基因组比较分析显示这2个物种有着较为亲密的适应性进化关系。15个PCGs的Ka/Ks值各不相同,说明这些基因正在接受不同的选择压力。系统发育分析表明中国树花与间枝树花的亲缘关系很紧密。本研究为树花属的资源保护、系统进化以及遗传多样性研究提供基础数据。     

象甲科线粒体基因组特征及系统发育分析

昆虫线粒体基因组广泛应用于系统发育关系的重新建立、分子进化、谱系地理学及物种诊断等领域。为揭示象甲科昆虫线粒体全基因组序列的主要结构特征,探究其系统发育相关信息,为进化遗传学研究和分子标记选取等提供参考依据,本研究利用比较基因组学和生物信息学方法,对NCBI上已公布的35种象甲科物种线粒体全基因组序列进行了分析。结果显示:(1)象甲科tRNA基因存在排序及数目异常情况,不同物种中蛋白质编码基因和2种rRNAs排列相同,线粒体全基因组具有明显AT偏向;(2)COX1、ATP6、ND5、ND4、ND4L和ND1基因除标准三联密码子外,还存在特殊的起始密码子AAT、TTG和GTG;(3)13种蛋白质编码基因的进化速率顺序为COX3ATP8ND2ND5ND1ND4ND6ND4LND3ATP6CytbCOX1COX2;(4)13个蛋白编码基因和rRNAs基因中,ND5、rrnL、ND4和ND2基因变异位点数较高,可作为备选的分子标记;(5)各亚科的系统发育关系可能为(((小蠹亚科Scolytinae+长小蠹亚科Platypodinae)+(隐喙象亚科Cryptorhynchinae+魔喙象亚科Molytinae+象虫亚科Curculioninae)+((孢喙象亚科Cyclominae+粗喙象亚科Entiminae)+(隐颏象亚科Dryophthorinae+长小蠹亚科))),为象甲科的系统发育分析有提供参考。     

红锥叶绿体基因组特征及系统发育分析

为确定红锥(Castanopsis hystrix)叶绿体基因组的结构组成情况,判定其在锥属中的进化位置及与同锥属叶绿体基因组的区别,为锥属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护提供相关依据。使用Illumina HiSeq 2500测序平台对红锥叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,并利用R、Python、MISA、CodonW和MEGA 6等生物信息学软件对其基因组结构和数目、密码子偏好性、序列重复、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点和系统发育进行分析。结果表明红锥叶绿体基因组大小为153754 bp,呈现四分体结构;共拥有130个基因,包含85个编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;通过密码子偏好性分析,平均有效密码子数为55.5,说明其密码子随机性强、偏好性低;通过SSR及长重复片段分析,检测到45个重复序列及111个SSR位点;与近缘种比较,发现其叶绿体基因组序列高度保守,尤其蛋白质编码序列相似度极高;此外,系统发育分析发现红锥与海南锥聚为一支,关系密切。本研究得到了红锥的叶绿体基因组基本情况与系统发育位置,为红锥的物种辨别、天然种群遗传多样性与功能基因组学提供前期研究铺垫。     

变灰青霉线粒体基因组特征及系统发育分析

本研究对一株分离自细虫草上的变灰青霉SFY00C3菌株线粒体基因组进行测定,分析其组成特征,并探究其与青霉属真菌的系统发育关系。结果表明,SFY00C3的线粒体基因组是一条长度为28 301 bp的环状DNA分子,共编码42个基因(15个蛋白编码基因、2个rRNA基因和25个tRNA基因),其碱基组成有显著的A-T偏好性,25个tRNA基因均可形成典型三叶草结构,并存在32处G-U错配。通过青霉属物种间共线性分析发现其线粒体基因组发生了基因重排;共有的14个蛋白编码基因的Ka/Ks值均小于1,表明受到了纯化选择压力的影响;系统发育分析表明：SFY00C3在青霉属中是一个独立的分支,应该是6种青霉祖先的姊妹。本研究丰富了变灰青霉的线粒体基因组序列信息,为青霉属的系统发育、资源保护及遗传多样性研究提供基础数据。     

直翅目昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

目前GenBank数据库共收录167种直翅目昆虫全线粒体基因组序列,涉及蝗亚目9个总科22个科99个物种,螽亚目7个总科12个科68个物种。在此基础上,该文分析了直翅目昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在直翅目昆虫系统发育研究上的应用;同时基于线粒体全基因组序列重建了直翅目昆虫的系统发育关系。主要结果如下:(1)直翅目昆虫存在8种线粒体基因组排列类型,其中trnK-trnD重排现象仅发生在蝗总科中,trnN-trnS-trnE重排现象仅发生在蟋蟀总科中,trnM-trnI-(-trnQ)重排现象仅发生在拟叶蟲亚科中;(2)直翅目昆虫全线粒体基因组的碱基组成具有明显的AT偏向性;(3)不同的蛋白质编码基因在直翅目昆虫中的进化速率不同;(4)支持直翅目以及螽亚目和蝗亚目的单系性;(5)不支持沙螽总科单系性;(6)支持蝗亚目各总科阶元的单系性,且各总科间的系统发育关系为:(蚤蝼总科+(蚱总科+(?蜢总科+(蜢总科+(长角蝗总科+(牛蝗总科+叶翅蝗总科)+(锥头蝗总科+蝗总科))))))。     

赤狐线粒体全基因组及系统发育分析

测定了赤狐的线粒体基因组全序列,总长度为16 723 bp,碱基组成为：31.3% A、26.1% C、14.8% G、27.8% T。和大多数哺乳动物一样,赤狐的线粒体全基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因、22个转运RNA基因和1个控制区。除ND3基因起始密码子为不常见的ATT外,赤狐与北极狐、狼、家犬、郊狼的线粒体蛋白质编码遵循相同模式。在控制区的保守序列区段1和2之间发现一段较长的富含AC的随机重复序列。为了验证赤狐与其他犬科动物的系统发育关系,利用12个重链蛋白质编码基因,分别通过邻接法和最大简约法构建了系统发育树。结果表明：赤狐与北极狐是姐妹群,它们在犬科中都属于赤狐型分支,而灰狼、家犬和郊狼则属于狼型分支,与现有的系统进化研究结果一致。     

基于线粒体基因组的藏马高原适应及系统发育分析

研究测定了西藏那曲（4,500m）、云南中甸（3,300m）、云南德钦（3,300m）地区3匹藏马线粒体全基因组序列。3个地区的藏马线粒体基因组全长以及结构均与韩国济州岛的马类似,但比瑞典马线粒体基因组短。藏马基因组在DNA序列上的两两相似性达993％。通过对线粒体蛋白编码区的分析发现,NADH6基因的蛋白序列在三匹藏马中均表现快速进化的现象。这表明NADH6基因在藏马高原适应进化过程中扮演着重要角色。此外,利用7匹藏马的D—loop区域序列以及与其亲缘关系较近的马的序列首次构建的藏马的系统发育树显示,那曲藏马与中甸、德钦藏马属于不同的分支,且存在较大的遗传多样性,表明藏马可能为多地区起源。     

秧鸡科部分鸟类线粒体基因组的比较及系统发育关系分析

秧鸡科鸟类的系统发育关系尚不明确,本研究通过对秧鸡科11属共17种鸟类的线粒体基因组中各基因进行变异位点和简约信息位点分析。选取变异位点和简约信息位点含量均较高的CR、ND2、ND4、ND5及线粒体基因组分别作为分子标记,采用NJ法、ML法和贝叶斯法分别构建系统发育树。通过对各系统树进行比较分析,结果表明:红胸田鸡、小田鸡、紫水鸡、南秧鸡、黑水鸡、白骨顶鸡、新西兰秧鸡、粟腹秧鸡、红眼斑秧鸡、冲绳秧鸡和奥岛秧鸡的系统发育关系明确;考虑将董鸡属划入苦恶鸟属、粟腹秧鸡划入到纹秧鸡属;支持侏秧鸡科独立成科;完整的线粒体基因组是解决秧鸡科鸟类系统发育关系的最优分子标记。研究结果将为后续增加种属,进一步解决秧鸡科鸟类的系统发育关系提供指导。     

蚜蝇科昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

蚜蝇科昆虫是一类重要的资源昆虫,目前GenBank数据库共收录64种蚜蝇科昆虫线粒体全长基因组序列,涉及蚜蝇亚科(Syrphinae) 3族26种,管蚜蝇亚科(Eristalinae) 5族38种。本文总结了蚜蝇科昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在蚜蝇科昆虫系统发育研究中的应用,同时基于线粒体全基因组序列重建了蚜蝇科系统发育关系,并提出今后蚜蝇科昆虫的线粒体基因组学研究重点。     

烟草棒状弯孢菌线粒体全基因组特征及系统发育分析

近年来,由弯孢属真菌侵染引发的病害在烟草上有上升的趋势,严重影响烟叶的产量和质量。为了更好地防治由弯孢属真菌引起的烟草叶斑病,本研究利用高通量测序技术对一株分离自烟草叶片的棒状弯孢菌Curvulariaclavata线粒体基因组进行测序,组装得到一个环状的线粒体基因组,并对其组成特征、与典型叶斑病真菌的系统发育关系进行分析。结果表明,烟草棒状弯孢菌线粒体基因组长度为41 763 bp,共编码38个基因(13个蛋白编码基因、2个rRNA基因和23个tRNA基因),其碱基组成有显著的A-T偏好性,占比高达70.35%。线粒体基因组中只有3个内含子和少量重复序列,这是造成其基因组大小收缩的主要原因。通过6个近缘病原真菌线粒体全基因的共线性分析,发现其线粒体基因组发生了基因重排事件。同时,物种同源区长度与对应物种的线粒体基因组大小呈正相关关系,同源区长度可能会影响物种的线粒体基因组大小。在选择压力分析中,发现烟草棒状弯孢菌线粒体为确保优势基因稳定遗传,自然选择和纯化选择起到了主导作用。系统发育分析表明烟草棒状弯孢菌与麦根腐平脐蠕孢Bipolarissorokiniana和稻平脐蠕孢Bipola...     

黑条小车蝗线粒体基因组特征及其系统发育分析

为解析黑条小车蝗（Oedaleus decorus decorus）线粒体基因组特征及其在小车蝗属的系统发育地位,本研究利用长距离PCR技术和引物步移法测序对黑条小车蝗线粒体全基因组进行扩增和组装。结果表明,黑条小车蝗线粒体基因为典型双链环状DNA,全长15 914 bp,A+T含量为75.07%,包含13个蛋白编码基因、22个t RNA编码基因、2个rRNA编码基因和1个位于小核糖体RNA(small rRNA, srRNA)和tRNAIle之间的非编码控制区（D-loop区）。黑条小车蝗线粒体基因组中编码基因的数量及位置排序与小车蝗属其他近源种一致。黑条小车蝗线粒体13个蛋白编码基因的起始密码子均为ATN模式,除ND5使用不完整的T为终止密码子外,其他基因均使用完整的TAA作为终止密码子。22个tRNA编码基因中,21个能形成三叶草结构,只有tRNASer缺少DHU环。预测大核糖体RNA(large rRNA, lrRNA)二级结构共有6个结构域（结构域Ⅲ缺失）和47个茎环结构,预测srRNA二级结构包含3个结构域和31个茎环结构。基因间隔序列共计16处94 bp,间隔序列1～21...     

草兔线粒体基因组全序列及其系统发育关系分析

草兔(Lepus capensis)在我国数量多,分布广,但人们对草兔的系统地理学、草兔与其他兔类的系统发育关系了解不多,其亚种水平的分类也长期存在争议。本研究通过LA-PCR 技术对草兔线粒体基因组全序列进行PCR 扩增、序列测定和分析,并基于线粒体基因组12 个蛋白质编码基因10 776 bp的核苷酸序列,采用贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建哺乳纲(Mammalia) 灵长总目(Euarchontoglires)5 个目12 种动物的系统发育关系,结果支持兔形目(Lagomorpha)的单系起源,其中草兔与欧洲野兔(L. europaeus)亲缘关系最近,两者互为姐妹群,进而与家兔(Oryctolagus cuniculus)构成姐妹群关系。此外,基于线粒体细胞色素b 基因全序列,构建31 个兔类个体的系统发育关系,结果显示,草兔与雪兔(L. timidus),云南兔(L. comus) 与高原兔(L.oiostolus),东北兔(L. mandschuricus)与塔里木兔(L. yarkandensis) 有较近的亲缘关系,而在草兔内部,中国的草兔与南非草兔亲缘关系较远,采自江苏盐城的草兔与来自山东、陕西、四川的草兔聚为一支,具有明显较近的亲缘关系。该研究为更好地探讨草兔系统发育关系提供了进一步的分子生物学资料.     

山楂叶螨线粒体基因组的特征与系统发育与分析

山楂叶螨Amphitetranychus viennensis (Zacher,1920)又名山楂红蜘蛛,主要危害苹果、梨、桃、山楂和李等蔷薇科果树。山楂叶螨的分类归属在叶螨属Tetranychus与双叶螨属Amphitetranychus之间存在争议。因此,获得山楂叶螨的线粒体基因组可在解决其分类问题上提供更多依据。本研究通过长PCR扩增与高通量测序结合的方法得到完整山楂叶螨基因组,其大小为13 085 bp,共注释37个基因,包括13个蛋白编码基因、2个rRNA和22个tRNA。对tRNA的二级结构进行预测后发现有大量长度收缩的tRNA无法折叠成经典三叶草结构。遗传进化分析表明山楂叶螨与叶螨属的物种进化关系较近,但是山楂叶螨与叶螨属物种的遗传距离大于叶螨属内的遗传距离,因此通过对山楂叶螨线粒体基因组的分析支持山楂叶螨独立出叶螨属并归入双叶螨属。     

基于线粒体基因组数据的扁甲系总科间系统发育关系分析

扁甲系是鞘翅目多食亚目中最大的一个类群,具有重要的经济意义.尽管扁甲系昆虫的单系性得到广泛支持,但7个总科间的系统进化关系仍存在不确定性.为此,本研究测定了锈赤扁谷盗和锯谷盗的线粒体基因组,并联合已测的67个扁甲系昆虫线粒体基因组,构建了扁甲系昆虫总科间的系统发育关系,并采用似然值检验对不同的树拓扑结构进行了评价.结果表明,锈赤扁谷盗全线粒体基因组的大小为15497 bp,编码13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因和2个核糖体RNA基因.锯谷盗接近全长的线粒体基因长为13588 bp,编码34个基因,缺少trnI, trnQ和trnM等3个转运RNA基因.锈赤扁谷盗和锯谷盗线粒体基因的基因含量、基因排序、碱基组成、密码子使用等特征,与大多数已测鞘翅目昆虫的线粒体基因组高度相似.基于3个线粒体基因数据集及3种树构建方法的系统发育分析结果表明,瓢虫总科、叶甲总科、象甲总科、拟步甲总科和郭公虫总科等5个类群均为单系性,而扁甲总科始终为并系.树拓扑结构检验结果表明,扁甲系总科间的系统发育关系为((郭公虫总科+瓢虫总科)+(拟步甲总科+(扁甲总科(叶甲总科+象甲总科)))).尽管线粒体数据集的构成及系统发育分析方法对树拓扑结构具有重要影响,但线粒体基因组数据在扁甲系昆虫系统与进化研究方面具有重要应用价值.     

虾虎鱼类线粒体全基因组序列结构特征分析及系统发育关系探讨

虾虎鱼类体态变异大、体型小、种类多, 形态鉴定及谱系分类较为困难。为深入开展虾虎鱼类的鉴定、分类及遗传进化等研究, 文章对已获得的26种虾虎鱼线粒体全基因组进行分析。结果发现, 虾虎鱼类线粒体基因组的基因组成及排列模式与大多数脊椎动物线粒体基因组特征基本一致; 由于不同物种的控制区存在不同数量的重复序列而导致基因组序列长度存在明显的差异; 26种虾虎鱼线粒体全基因组序列及不同基因中A+T的含量均超过50%, 并存在碱基G偏倚现象。基于37个编码基因序列, 利用Kimura双参数法计算遗传距离, 发现矛尾刺虾虎鱼与斑尾刺虾虎鱼、斑纹舌虾虎鱼与钝吻舌虾虎鱼分别为同种异名。通过对26种虾虎鱼线粒体基因组控制区序列的比较, 识别了终止结合序列区、中央保守区及保守序列区。利用26种虾虎鱼线粒体基因组的36个编码基因序列构建系统发育树, 发现部分聚类结果不同于传统的形态学分类方式, 虾虎鱼科中的5个亚科出现了明显的分化, 近盲虾虎鱼亚科、背眼虾虎鱼亚科、瓢虾虎鱼亚科亲缘关系较近而聚成一大支, 然后与拟虾虎鱼亚科种类形成姐妹类群, 虾虎鱼亚科与其它的4个亚科亲缘关系较远, 单独成为一个类群。根据分子钟估算结果推测虾虎鱼科物种可能起源于始新世晚期至渐新世时段, 在中新世进一步分化为具有现代表征的虾虎鱼种类。     

陆川小笠贝线粒体全基因组测序及笠贝科系统发育分析

为对笠贝科进行系统发育分析,研究通过二代测序技术得到了陆川小笠贝(Lottia luchuana)的线粒体全基因组,对基因组基本结构特点做了分析,发现共含有38个基因,包含13个蛋白质编码基因(PCGs), 2个RNA,23个tRNA。对碱基含量分析发现T碱基含量最高为32.34%, C碱基最低为14.99%,选择笠贝科13个物种的线粒体基因组进行选择压力分析发现所有PCGs都受到纯化选择。另外通过结合腹足纲下6个亚纲的线粒体基因组的13个PCGs构建了系统发育树,发现笠贝科为单系群,与帽贝科Patellidae具有较近的亲缘关系。对笠形腹足亚纲的线粒体基因重排进行比较发现笠贝科在笠形腹足亚纲中表现出最广泛的不规律的重排。从重建的笠形腹足亚纲的分歧时间的年代图谱,得到笠贝的分化最早发生在中生代侏罗纪时期,在新生代物种大量分化。研究结果有助于理解不同笠贝物种的亲缘关系,以及腹足纲内各亚纲之间的进化地位与关系。     

玉米蚜线粒体基因组测序及蚜族系统发育分析

为探究玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)线粒体基因组结构特征及蚜族(Aphidini)的系统发育关系,本研究利用高通量测序技术测定了玉米蚜线粒体基因组全序列。选择已知的蚜族18个物种线粒体基因组作为内群,选择长管蚜族(Macrosiphini)2个物种线粒体基因组作为外群,利用最大似然法(maximum likelihood method)和贝叶斯法(Bayesian inference method)重建蚜族的系统发育关系。玉米蚜的线粒体基因组全长为15 096 bp,呈环状,包括13个蛋白质编码基因(protein-coding genes)、 22个tRNA基因和2个rRNA基因,还有一段非编码控制区。13个蛋白质编码基因的起始密码子全为ATN; 3个蛋白质编码基因cox1、nad4和nad5具有不完整的终止密码子T或TA,其余10个蛋白质编码基因为完整的终止密码子TAA或TAG。本研究利用线粒体基因组数据重建了蚜族的系统发育关系,最大似然法和贝叶斯法构建的蚜族的系统发育关系是基本一致的。其中,色蚜属(Melanaphis)、桃粉蚜属(Hyalopterus)、蚜...     

印度谷螟线粒体基因组测定及螟蛾总科系统发育分析

线粒体基因组广泛应用于昆虫系统进化、种群遗传学及谱系地理学等众多研究领域.印度谷螟(Plodia interpunctella)属鳞翅目螟蛾科,是世界性重要仓储害虫.为了深入了解螟蛾总科昆虫的系统进化关系,本研究测定并分析了印度谷螟的全线粒体基因组.印度谷螟线粒体基因组全长15264 bp,包括13个蛋白编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和一个大的非编码区(线粒体控制区).比较线粒体基因组学分析表明,线粒体基因组的基因排序、碱基组成、密码子使用、控制区的序列结构以及转运RNA基因的二级结构,在已测的25种螟蛾总科昆虫中高度保守.线粒体蛋白编码基因的进化模式分析表明,13个基因的进化速率在螟蛾科和草螟科间存在明显差异.基于13个蛋白编码基因对螟蛾总科的9个亚科的系统发育分析显示,贝叶斯树和最大似然树均高度支持螟蛾科和草螟科为2个单系群.在螟蛾科中,斑螟亚科与丛螟亚科具有更近的亲缘关系.草螟科包括2个分支,一支由野螟亚科和斑野螟亚科构成,另一支包括草螟亚科、水螟亚科、苔螟亚科和禾螟亚科等4个亚科.     

蝗科高级阶元的分子系统发育(英文）

迄今,蝗科内各分类阶元之间的系统发生关系大部分是未知的。本文用来自中国24种蝗科昆虫的12SrDNA和16SrDNA2个基因的联合序列(共795bp)数据,以锥头蝗科的锥头蝗(Pyrgomorpha conica)为外群,重建了分子系统树。研究结果表明,在12SrDNA与16SrDNA组成的联合数据中,转换的替代速率明显比颠换的替代速率高得多,核酸的替代已经发生了饱和。分子系统树表明:斑翅蝗亚科是一单系群,该亚科是一个合法的亚科,但斑腿蝗亚科和蝗亚科都不是单系群;斑翅蝗亚科在蝗科内是一个相对原始的类群,而稻蝗亚科比斑翅蝗亚科相对进化,比蝗科的其他亚科的种类相对原始。