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。     

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。     

内蒙木虱十新种(同翅目:木虱总科)

内蒙古自治区的木虱过去研究不多,近年来作者与杨集昆教授报导记载有:萹蓄斑木虱Aphalara polygni Forster、脉斑边木虱Craspedolepta lineolata Loginova、桑木虱Anomoneura mori Schwarz、锦鸡儿豆木虱Cyamophila appendicuata(Klimaszewski)、中国梨木虱Cacopsylla chinensis(Yang et Li)、北方沙棘喀木虱C.septentrionalis Li etYang、槭喀木虱C.abieti(Kuwayama)、荨麻个木虱Trioza urticae L.、黑锥黑个木虱T.aterigenae Li et Yang、柳钱角个木虱Bactericera myohyangi(Klimaszewski)和沙棘异个木虱Herterotrioza magnisetosa(Loginora)等11种,本文记述了我校和内蒙草原站采集的10个新种。至此内蒙木虱种类已达21种,隶属3科7属。当然还有不少种类有待进一步调查鉴定。     

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。     

吸虱亚目非典型线粒体基因组研究进展

吸虱是真兽类哺乳动物体表的专性寄生虫,在全世界广泛分布,物种数量高达540种。近年来随着分子生物学的飞速发展,在NCBI中已收录15种吸虱线粒体基因组序列,其独特的非典型线粒体基因组发生剧烈的裂化现象,形成数目不等的微环染色体。本文综述了15种吸虱线粒体基因组的结构和组成、RNA基因、非编码区以及对吸虱祖先线粒体核型推测的方法和结果。探讨了不同种属间以及与其它昆虫的差异,提出今后对吸虱亚目线粒体基因组研究的展望。     

三斑海马线粒体基因组核苷酸全序列结构与分析

通过PCR扩增并测序获得了三斑海马(Hippocampus trimaculatus)线粒体DNA(mt DNA)全序列。三斑海马线粒体基因组全序列长度为16 534 bp(Gen Bank登录号为KJ956892),编码37个基因,包括13个蛋白编码基因、22个t RNA基因和2个r RNA基因。非编码区域包括1个控制区(D-loop)及一个轻链复制起始区域。大部分基因由H-链编码,包括14个t RNA基因、2个r RNA基因、12个蛋白编码基因;只有ND6和8个t RNA基因是在L-链编码。预测的22个t RNA基因的二级结构均为典型的三叶草状。基因间隔一般1~14 bp不等。此外,还存在7处碱基重叠,其中,4处是鱼类和脊椎动物典型的基因重叠位点。总的碱基含量分别为,A 32.7%,C 23.4%,G 14.6%,T 29.3%,A+T含量为62.0%。其线粒体基因组序列的结构与脊椎动物的典型结构近似。邻接法和贝叶斯法构建的三斑海马系统进化树的拓扑结构相似,这与现有的三斑海马的系统演化地位一致。本研究为海马的进化研究以及保护工作提供了基础数据。     

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.     

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。     

半翅目昆虫线粒体基因组学研究进展

线粒体基因组广泛应用于昆虫系统发育、分子进化、种群遗传学及谱系地理学等众多研究领域.半翅目是昆虫纲外翅部中最大的一个目,具有重要的经济意义.目前,已对100种半翅目昆虫进行了线粒体基因组测序,其中81种在中国完成测序.本文综述了半翅目昆虫线粒体基因学研究的已有成果,比较分析了半翅目昆虫线粒体基因组的基本特征,包括基因组大小、基因含量、基因重排、碱基组成、密码子使用、蛋白质编码基因的进化模式、RNA基因及非编码区,并系统总结了线粒体基因组数据在半翅目昆虫系统进化研究中的应用现状.最后,针对线粒体基因组的获得、注释和应用过程中存在的问题进行了讨论,并提出了今后半翅目昆虫线粒体基因组学的研究重点.     

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))))))。     

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。     

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。     

四川华绿螽线粒体基因组序列分析

本研究采用第二代测序技术对四川华绿螽的基因组进行测序,并组装得到了完整的线粒体基因组序列。结果显示:四川华绿螽线粒体基因组序列全长18 051 bp,包含37个基因和1个控制区。与大部分已测序的螽亚目昆虫类似,四川华绿螽线粒体基因组具有通常的基因方向、t RNA结构、相对较低的A+T偏好性。但其基因排列与祖先序列明显不同,具有新的基因排序12S r RNA-t RNA~(Ile)-t RNA~(Met)-nad2-CR-t RNA~(Gln)-t RNA~(Trp)。控制区较长,为3 074 bp,由两部分组成,一部分是与nad2相邻的高A+T偏向性区域(A+T-biased region,ATR),另一部分是与t RNA~(Gln)相邻的串联重复(tandem repeat,TR)区。另外,在t RNA~(Ser(UCN))和nad1之间也有一段长度为123 bp的串联重复序列。基于已测序的线粒体基因组序列,我们对直翅目昆虫线粒体基因组的结构和排序进行了比较分析。本研究为直翅目系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

陆地棉线粒体nad6基因mRNA无常规终止密码子

植物线粒体nad6基因编码NADH（还原型辅酶Ⅰ）脱氢酶第6亚基,前期研究发现,该基因可能与棉花细胞质雄性不育相关,但该基因的转录情况尚不清楚.本研究利用PCR测序、Southern印迹方法发现,陆地棉线粒体基因组（mtDNA）中nad6基因长621 bp,且为单拷贝. RT-PCR及环化RT-PCR分析发现,其mRNA在终止密码子前-14或-15 nt处提前终止|虽然该基因mRNA编码区存在12处RNA编辑（C-U）位点,但并未产生新的替代的终止密码子|基因mRNAs尾端poly（A）处含有0、1、2或4个“A”,也并未与前方相邻碱基凑成新的终止密码子,即：该基因mRNA无常规终止密码子（UGA,UAG,UAA）.本研究结果提示,棉花线粒体nad6基因mRNA很可能有其它的终止密码子.针对这种情况对植物线粒体如何翻译无常规终止密码子的mRNA进行了讨论.     

日本条螽线粒体基因组序列的测定与分析

日本条螽完整的线粒体基因组序列长16 281 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个r RNA基因和1个D-loop区,其基因次序和方向与祖先序列相同。该线粒体基因组排列紧凑,但在ND2和tRNA~(Trp)之间有一段长为650 bp的基因间隔区。为研究螽斯科的系统发育关系,本研究选取日本条螽及其它17个螽斯科物种线粒体基因组的蛋白质编码基因和r RNA基因序列构建贝叶斯系统发生树。     

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...     

短尾蝮蛇线粒体基因组全序列分析

参照近缘物种的线粒体基因序列设计并筛选得到8对引物,结合TA克隆和步移测序获得了全长17227bp的短尾蝮蛇线粒体基因组全序列.与多数蛇类线粒体基因组类似,其共编码包括13个蛋白、2个rRNA和22个tRNA在内的37个基因,另外还包含2个非编码的富含AT的控制区.基因间排列紧凑,多数基因间间隔极短甚至发生重叠.除nad1、cox1和nad3外,多数蛋白编码基因均以ATG作为起始密码子,终止密码子的使用则存在TAA、AGA、AGG和不完全的T4种情况.基于合并的19个tRNA基因序列组合数据采用NJ、MP和ME3种算法对21种蛇进行了初步的系统发育分析,结果表明,各主要分类单元之间的亲缘关系与前人基于形态学、线粒体12SrRNA和cytb基因序列研究的结论完全一致,这证实了基于合并的线粒体tRNA基因序列进行蛇类物种DNA分子系统学研究的可行性.     

太平洋鳕线粒体全基因组测序及结构特征分析

通过二代基因测序技术获得太平洋鳕(Gadus macrocephalus)线粒体基因组全序列, 对线粒体基因进行了注释, 对其序列结构进行了分析。研究结果表明, 太平洋鳕线粒体基因组全长16569 bp, 共编码13个蛋白质, 并且包含了22个tRNA, 2个rRNA以及1个D-Loop区。碱基组成存在明显的AT偏向和弱AT负偏斜现象。太平洋鳕线粒体在蛋白质编码基因中共有5种终止密码子, 包含哺乳动物线粒体常见终止密码子AGG与AGA。除tRNA-Ser(GCT)基因缺失二氢尿嘧啶臂(DHU臂)外, 其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。D-Loop区只存在与终止结合序列区(Terminal associated sequences, TAS)和保守序列框(Conserved sequences blocks, CSB)功能类似的序列, 并且出现17 bp的嘧啶序列。非编码区含有一段保守的控制轻链复制起始的序列(O_L)及一段74 bp的基因间隔区。基于线粒体基因组全序列和Cytb基因, 分别构建了鳕形目下几种鳕的进化树, 结果为揭示太平洋鳕进化地位提供了重要依据。     

黑斑蛙重盘吸虫的线粒体基因组特征及其系统发育研究

重盘科Diplodiscidae Cohn, 1904复殖吸虫是两栖动物最为常见的寄生虫,形态多样,目前未见基于线粒体基因组的遗传多样性研究。本研究记述并分析了寄生于滇蛙Dianrana pleuraden肠道的重盘科重盘属Diplodiscus Diesing, 1836黑斑蛙重盘吸虫D.nigromaculati的线粒体全基因组序列,为后续开展此类吸虫的遗传结构及遗传多样性研究提供了新的数据。黑斑蛙重盘吸虫线粒体基因组全长14 697 bp(GenBank登录号：MW698822),由22个tRNA基因、12个蛋白编码基因、2个rRNA基因和1个非编码区组成;AT含量(60%)高于GC含量(40%),但AT含量为目前已报道同盘总科Paramphistomoidea Fischoeder, 1901中最低;trnG基因和trnE基因的互换成为同盘总科吸虫线粒体基因组遗传结构的重要特征。基于12个蛋白编码基因的系统发育树支持重盘属隶属于重盘科。本研究中,滇蛙为黑斑蛙重盘吸虫的宿主新记录。     

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。