黄毛纺蚋线粒体基因组全序列测定与分析

利用PCR步移法对黄毛纺蚋的线粒体基因组全序列进行了测定和分析。黄毛纺蚋线粒体基因组全长15904 bp(Gen Bank序列号KP793690),包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为939 bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.1%、35.8%、10.4%、14.7%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知双翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COI以TTG作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COI和ND4L以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。     

双翅目昆虫线粒体基因组结构特点及其测序通用引物的设计和应用

研究双翅目昆虫线粒体基因组的结构特点, 并设计其测序的通用引物, 为今后双翅目昆虫线粒体基因组的研究提供参考和依据。利用比较基因组学和生物信息学方法, 分析了已经完全测序的26个双翅目昆虫线粒体基因组的结构特点、 碱基组成和保守区, 并据此设计了双翅目昆虫基因组测序的通用引物。结果表明： 双翅目昆虫线粒体基因组长14 503~19 517 bp, 其结构保守, 含有37个编码基因, 包括13个蛋白质编码基因, 22个tRNA编码基因和2个rRNA编码基因, 此外还包含一段长度差异很大的非编码区(AT富含区)。基因组内基因排列次序稳定, 除个别基因外, 其余都与黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因排列次序一致。基因组的碱基组成不均衡, AT含量在72.59%~85.15%之间, 碱基使用存在偏向性, 偏好使用AC碱基。全基因组的核苷酸和氨基酸序列保守, 共鉴定了11个保守区。在保守区内共设计了26对双翅目线粒体基因组测序通用引物, 扩增的目标片段都在1 200 bp以内。将该套通用引物用于葱蝇Delia antiqua线粒体全基因组测序, 结果证明其高效、 合用。     

三种斑野螟全线粒体基因组及螟蛾总科系统发育分析

[目的]草螟科昆虫大多是重要的农林害虫,深入研究草螟科昆虫的系统进化关系,对这类农林害虫的防治以及了解其生物多样性有重要意义。[方法]本文通过PCR结合引物步移法测定了桃多斑野螟Conogethes punctiferalis、白蜡绢须野螟Palpita nigropunctali和豹纹卷野螟Pycnarmon pantherata的全线粒体基因组序列并对其进行了初步的分析。[结果]桃多斑野螟、白蜡绢须野螟、豹纹卷野螟线粒体基因组全长分别是15 325、15 226、15 545 bp,由13个蛋白质编码基因(PCGs),22个转运RNA基因(tRNA),2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的控制区构成。13个蛋白编码基因除COⅠ以CGA作为起始密码子外,其余均以ATN作为起始密码子。对于终止密码子的使用,除COⅠ、COⅡ、ND5存在不完全终止密码子TA或T外,其它都为完全终止密码子TAA。豹纹卷野螟是已测螟蛾总科线粒体基因组序列最大的一个物种,其线粒体基因组序列长度差异主要存在于控制区。[结论]3种斑野螟全线粒体基因组中基因的相对位置和排序、碱基组成和密码子使用、tRNA二级结构、以及非编码区序列结构等都符合螟蛾总科昆虫的线粒体基因组特点。基于13个蛋白质编码基因采用最大似然法和贝叶斯法对螟蛾总科8个亚科进行初步的系统进化分析,两种结果均符合以往形态学和分子数据的研究结果。     

一种石磺科贝类线粒体基因组全序列分析

石磺线粒体基因组全序列对研究石磺科分子系统进化具有重要意义。利用LA-PCR技术对一种石磺Platevin-dexmortoni线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,线粒体基因组序列全长13 991 bp,碱基组成分别为27.27%A、16.78%C、20.23%G、35.72%T;由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和25个长度为2-118 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和5个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为GTG以外,均为典型的起始密码子ATN。ND2和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer和TrnaAsn缺少DHU臂,tRNASer和tRNAThr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有两个类似于的tRNAGln和tRNAPhy的二级结构。     

木通红喀木虱线粒体基因组的测定与序列分析

为保护木通等药用植物资源,了解其生物学性质,寻找其生理生化特性,以木通红喀木虱Cacopsylla coccinea为研究对象,测定了该研究对象的线粒体基因组并分析了其序列特征。采用PCR扩增、基因克隆等技术成功测得木通红喀木虱全线粒体基因组,全长为14 832 bp,共编码37个基因,包括13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因,2个核糖体RNA基因和一个富含AT的非编码区。以木通红喀木虱、枸杞木虱和脉斑银木虱三种昆虫为材料,采用比较基因组学和生物信息学方法,分析木虱科线粒体基因组的分子组成特征。主要组成特征:(1)三种昆虫基因组大小相似;(2)木通红喀木虱线粒体trnV基因发生重排;(3)脉斑银木虱间隔区最长,而枸杞木虱重叠区为最大;(4)三种昆虫AT含量基本相似,均约为70%;(5)三种昆虫存在碱基不对称,其中H-链和L-链上的第3个密码子位点AT的含量远高于其它位点;(6)三种昆虫线粒体基因组中nad5、nad6和cob基因的碱基置换率均小于1,说明它们受到负选择作用。     

大紫蛱蝶线粒体基因组全序列分析

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析。分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15233bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区。A、T、C、G碱基含量分别为39.7%、40.2%、12.2%、7.9%。9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同。13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNA Ser(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区。     

ANALYSIS OF COMPLETE MITOCHONDRIAL GENOME OF SASAKIA CHARONDA COREANA (LEPIDOPTERA, NYMPHALIDA)

通过PCR步移法对大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana线粒体基因组全序列进行了测定和分析.分析结果表明:大紫蛱蝶线粒体基因组全长15 233 bp,包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及长度为381bp的非编码区.A、T、C、G碱基含量分别为39.7％、40.2％、12.2％、7.9％.9个蛋白编码基因和14个tRNA基因在J链编码,其余4个蛋白编码基因和8个tRNA基因在N链编码,基因排列顺序与其它已知鳞翅目昆虫相同.13个蛋白编码基因中除COⅠ以CGA作为起始密码外,其余蛋白质基因均以ATN作为起始密码子,终止密码子多数为典型的TAA、TAG,只有COⅡ和ND4以单独的T作为终止密码子.在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer (AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构.与其它多数鳞翅目昆虫一样,大紫蛱蝶的非编码区序列中散在着一些长短不一的串联重复单元,在与其近缘物种非编码区的比较当中并未发现共同的保守序列区.     

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。     

白星驼蛾线粒体基因组测序及分析（鳞翅目∶驼蛾总科）

驼蛾总科Hyblaeoidea隶属于鳞翅目Lepidoptera螟蛾类Obtectomera,其系统发育位置一直存在争议,驼蛾幼虫取食柚木和红树植物,具有一定的危害性,其线粒体基因组数据在生态和进化研究方面具有重要意义。本研究通过高通量测序获得了白星驼蛾Hyblaea constellata Guenée, 1852线粒体全基因组序列并对其主要特征开展分析,结果表明：(1) 白星驼蛾线粒体基因组全长为15 317 bp,包含13个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因,2个核糖体RNA基因和一个非编码控制区,其基因排列顺序与大多数已报道的鳞翅目昆虫相同,呈tRNA-Met-tRNA-Ile-tRNA-Gln排列。(2) 除COI以CGA作为起始密码子,COII和ND5以T作为不完全的终止密码子以外,其余蛋白质编码基因都以典型的ATN作为起始密码子,以典型的TAN作为终止密码子。除tRNA-Ser (GCU) 缺少DHU臂以外,其余tRNA均可形成典型的三叶草二级结构。16S rRNA的结构域IV和V比结构域I、II、VI更保守,12S rRNA的结构域III比结构域I和II更保守。(3) 核苷酸组成和密码子使用都表现出了很高的AT偏向性,使用最频繁的密码子均由AT组成且多数不与tRNA反密码子严格配对。此外,结合11总科27种已报道的鳞翅目线粒体基因组数据开展了系统发育分析,结果支持驼蛾总科与螟蛾总科+大鳞翅类互为姐妹群。     

武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】了解闪蛱蝶亚科属间及种间的分子系统进化关系。【方法】采用PCR步移法对武铠蛱蝶 Chitoria ulupi 线粒体基因组全序列进行了测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列构建了38种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】分析结果表明,武铠蛱蝶线粒体基因组全长15 279 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为391 bp的A+T富含区,基因排列顺序与其他已知近缘种昆虫相同。武铠蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量（79.9％）。13个蛋白质编码基因中,COII以TTG作为起始密码子,COI以CGA作为起始密码子外,其余均为昆虫典型的起始密码子ATN。COII和ND4基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均以典型的TAA为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNA^Ser(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其他多数鳞翅目昆虫一样,武铠蛱蝶的A+T富含区中有一段由ATAGAA引导的保守的多聚T结构,长度为21 bp,并散布着一些长短不一的串联重复单元。系统发育树结果显示,总科级别的系统发育关系为：卷蛾总科＋（凤蝶总科＋（螟蛾总科＋(夜蛾总科＋蚕蛾总科＋尺蛾总科)））;在蛱蝶科物种中,武铠蛱蝶与猫蛱蝶Timelaea maculate 亲缘关系最近。【结论】基于分子标记构建的鳞翅目昆虫系统发育关系与传统的形态学分类结果基本一致。     

缨翅目昆虫线粒体基因组的结构特征与比较分析

缨翅目物种是一类具有重要经济意义的微小昆虫。截至目前,GenBank数据库中共收录2科7属9种10条蓟马全线粒体基因组序列。现综述缨翅目昆虫线粒体基因组已有的研究成果,比较分析其基因组特征,包括基因大小、基因组成及重排、碱基组成、密码子使用、蛋白质编码基因、RNA基因、非编码区等;最后,对目前研究中存在的问题进行讨论,并对未来研究进行展望,为进一步系统地研究缨翅目昆虫线粒体基因组等提供了新思路。     

琥珀蚕线粒体全基因组测序及序列分析

【目的】分析昆虫的线粒体基因组能很好地指示昆虫物种的亲缘关系。本研究旨在探索琥珀蚕Antheraea assama线粒体基因组并在线粒体水平上了解大蚕蛾科(Saturniidae)属及种间的分子系统进化关系。【方法】采用PCR步移法并结合克隆测序的策略,测定了珍稀绢丝昆虫琥珀蚕的线粒体基因组全序列,分析其结构特点和碱基组成;采用邻近距离法(NJ)构建大蚕蛾科及外群共14种昆虫线粒体蛋白质编码基因的系统发育树,并分析琥珀蚕在大蚕蛾科中的系统发育关系。【结果】琥珀蚕线粒体基因组序列全长15 312 bp(Gen Bank登录号:KU301792),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个核糖体rRNA基因和一段332 bp的A+T富集区,呈现典型的鳞翅目昆虫线粒体基因组的核苷酸组成及基因排布顺序。分析结果表明,琥珀蚕线粒体基因组中A+T含量高达80.18%,13个蛋白质编码基因中,除了COX1以CGA为起始密码子,其他均为典型的起始密码子ATN。COX1、COX2和ND5均以不完整的T为终止密码子,其余基因都是以典型的TAA或TAG为终止密码子。预测的22个tRNA二级结构中,除tRNASer(AGN)缺乏DHU臂外,其他21个tRNA均能形成典型的三叶草结构。由线粒体蛋白质基因串联序列构建的NJ系统发育树表明,琥珀蚕与柞蚕Antheraea pernyi、天蚕Antheraea yamamai、明目大蚕Antheraea frithi构成鳞翅目大蚕蛾科柞蚕属Antheraea这一分支。在9种大蚕蛾科昆虫中,琥珀蚕与柞蚕属的天蚕亲缘关系最近,与巨大蚕蛾属Attacus的乌桕大蚕Attacus atlas亲缘关系较远。【结论】琥珀蚕线粒体基因组的基因排列方式同其他已测定的鳞翅目昆虫的完全相同。基于线粒体基因组的大蚕蛾科昆虫系统发育关系与传统的形态分类学结果一致,即琥珀蚕隶属于柞蚕属Antheraea。     

双翅目昆虫线粒体基因组研究进展

对双翅目昆虫线粒体基因组的结构特点及线粒体内的基因如蛋白质编码基因、tRNA基因、rRNA基因以及A+T富含区做了总结,包括基因的大小,碱基组成、结构特点、基因重排等.     

桔小实蝇线粒体基因组全序列及其分析

桔小实蝇Bactrocera dorsalis线粒体基因组全序列对研究实蝇分子系统进化具有重要意义。本研究通过DNA测序和克隆技术,对桔小实蝇mtDNA全序列进行了测定和分析。结果表明：桔小实蝇线粒体基因组全长15 915 bp（GenBank序列号: DQ845759）。基因组碱基组成为39.3%A,16.2%C,10.2%G,34.3%T,由13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码的控制区域（A+T-rich区）组成。7个蛋白编码基因和13个tRNA基因从J链编码,其余6个蛋白编码基因和9个tRNA基因从N链编码。位于J链上的蛋白编码基因具有近似的A、T含量,而位于N链上的蛋白编码基因的A的含量明显高于T的含量。以mtDNA COⅠ基因为例,比较了桔小实蝇与其他14种实蝇的亲缘关系,结果显示其与同亚属（果实蝇亚属Bactrocera）内的其他近缘种相互间的同源性很高。     

斑翅草螽线粒体基因组序列测定与分析

已经测定的昆虫线粒体基因组中, 直翅目草螽亚科的疑钩额螽Ruspolia dubia线粒体控制区长度最短, 仅70 bp。为此, 本研究采用L-PCR结合二次PCR扩增策略对另一种草螽亚科昆虫斑翅草螽Conocephalus maculates线粒体基因组序列进行了测定。序列注释发现: 斑翅草螽线粒体基因组序列全长15 898 bp, A+T含量为72.05%, 基因排列与典型的节肢动物线粒体基因组一致。全部蛋白质编码基因以典型的ATN作为起始密码子, 9个蛋白质编码基因具有完整的终止密码子, 其余4个以不完整的T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余21个tRNAs均可折叠形成典型的三叶草结构, 依照Steinberg等(1997)线粒体特殊tRNA结构类型-9, trnS^AGN的DHU臂形成一个7 nt环, 反密码子臂则长达9 bp, 含1个突起碱基, 而不是正常的5 bp。斑翅草螽与其他直翅目昆虫线粒体基因组的主要区别在于, 在trnS^UCN和nad1, nad1和trnL^CUN基因间各存在一段罕见的、大段的基因间隔序列, 长度分别为78 bp和360 bp。其中, 位于nad1和trnL^CUN之间的基因间隔序列N链可形成一个包含完整起始、终止密码子(ATT/TAA)、编码103个氨基酸的未知开放阅读框。同义密码子使用偏好与线粒体基因组编码的tRNA反密码子匹配情况无关, 但与密码子第3位点的碱基组成紧密相关; 相对密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)大于1的密码子, 其第3位点全部是A或T。在已经测定的直翅目昆虫线粒体基因组tRNAs中, 均存在一定数量的碱基错配, 且以G-U弱配对为主, 表明G-U配对在线粒体基因组中可能是一种正常的碱基配对形式。本研究测定的斑翅草螽线粒体基因组序列, 和先前已经测定的直翅目线粒体基因组序列一起, 可以为重建直翅目的进化历史提供数据资源。     

萧氏松茎象线粒体基因组全序列测定与分析

象甲是鞘翅目中物种最丰富的类群, 目前关于其线粒体基因组全序列的研究还未见报道。本研究利用长距PCR和引物步移法对萧氏松茎象Hylobitelus xiaoi Zhang线粒体基因组全序列进行了测定。结果显示： 萧氏松茎象线粒体基因组序列全长16 123 bp（GenBank登录号为JX847496）, 共编码37个基因和1个非编码的控制区, 基因次序与典型的六足动物线粒体基因排列一致, 未发现基因重排现象。在基因组中两个值得注意的发现分别是： 1）N链上存在1个额外的trnV-like序列, 反密码子为GAC, 长度为69 bp, 其中65 bp与J链上的trnD重叠; 2）trnS^UCN和nad1之间存在1个长度为232 bp的基因间隔区。全部13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN, 9个蛋白质编码基因的终止密码子为TAA, 其余4个蛋白质编码基因中, nad1和cox2的终止密码子为TAG, nad4和nad5则以不完整的终止密码子T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余的tRNAs均可形成典型的三叶草结构。而trnS^AGN的反密码子由TCT替代GCT, 反密码子臂延长形成9 bp（中间含1个碱基突起）, TΨC臂由正常的5 bp变为6 bp, DHU臂缩短仅1 bp, 各个臂之间没有连接碱基。线粒体控制区中包括10处长度不少于5 bp的poly-T（最长poly-T长度为14 bp）和2处微卫星样重复序列 (TA)₆和(TA)₉。本研究结果为探讨象甲总科在鞘翅目中的系统学地位及其与其他总科间的系统发生关系等问题提供了重要的分子生物学数据。     

两种纺织娘线粒体基因组的比较分析

目前关于螽斯科昆虫的线粒体基因组全序列及其分子进化的研究报道很少。本研究利用L-PCR技术结合嵌套步移PCR扩增获得纺织娘Mecopoda elongata和日本纺织娘M. niponensis的线粒体基因组全序列, 同时对二者之间的碱基组成和结构特点进行了比较分析。结果显示： 纺织娘线粒体基因组（GenBank登录号JQ917910）序列全长15 284 bp, A+T含量71.8%; 日本纺织娘线粒体基因组（GenBank登录号 JQ917909）序列全长15 364 bp, A+T含量72.4%; 2种纺织娘序列长度差异主要是控制区长度不同引起（纺织娘控制区长294 bp, 日本纺织娘控制区长393 bp）。2种纺织娘基因组基因含量、 相对位置及转录方向均与其他已报道的螽斯科昆虫一致, 未发现基因重排现象; 基因组中均存在较长的间隔序列, 在trnA/trnR之间的间隔序列长度分别为63 bp与68 bp, 在trnQ/trnM之间的分别为55 bp和26 bp, 在trnS^UCN/nad1之间的均为21 bp。而最长的基因重叠区域在2种纺织娘trnC/trnW之间均为8 bp, 在atp8/atp6和nad4L/nad4L之间均为7 bp。蛋白质编码基因的碱基组成和密码子使用均具有明显的偏倚性; 除nad1和nad2以特殊的TTG作为起始密码子, cox1使用特殊的起始密码子ATGA外, 其余的10种蛋白质编码基因均使用典型的ATN作为起始密码子。在tRNA基因中, 除trnS^AGN外, 均能折叠形成典型的三叶草形二级结构。在这些tRNA基因中均存在一定数目的以G-U错配为主的碱基错配, 类似现象同样存在于其他已测定的六足动物线粒体基因组中, 表明G-U配对在线粒体基因组中很可能是一种完全正常的碱基配对方式。基因组中控制区的A+T含量略低于线粒体基因组的其他区域, 表明高A+T含量并不是该区域的必要特征。本研究结果为螽斯科系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

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...     

番石榴实蝇和瓜实蝇的线粒体L-rRNA基因测序及双翅目昆虫L-rRNA基因的结构特征与系统发育关系分析

RNA二级结构比一级结构包含更多的信息, 在物种系统发育分析中更能反应真实情况。因而, 本研究对番石榴实蝇Bactrocera correcta和瓜实蝇B. cucurbitae的L-rRNA全基因进行了测序, 构建了双翅目L-rRNA基因二级结构的模式图, 并分析了其结构特征, 而后基于H45~H47茎环结构参数和结构序列及L-rRNA结构序列对双翅目13科的系统发育关系进行了初步分析。结果表明： 双翅目昆虫具有保守的L-rRNA二级结构; 不同结构区碱基组成和分布不均匀, Ⅳ区和Ⅴ区的完全保守碱基含量最高, GC含量最高, 绝大部分科Ⅵ区的AT斜率均小于0; 科内特有碱基和科间少数保守碱基大部分为G或C。瘿蚊科与双翅目其他科具有较远的系统发育关系, 而丽蝇科、 寄蝇科和食蚜蝇科有相近的系统发育关系; 虻科与网翅虻科同在一个小分支; 蠓科与蚊科同在一个大的系统发育分支。利用单方面参数不易得到理想的进化结果, 准确系统发育分析需要结合多方面的参数。     

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。