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。     

扬眉线蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】了解扬眉线蛱蝶Limenitis helmanni线粒体基因组结构及其分子系统发育。【方法】采用PCR步移法对扬眉线蛱蝶线粒体基因组全序列进行测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因和2个rRNA基因的核苷酸序列构建了66种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】扬眉线蛱蝶线粒体基因组全长15 178 bp(Gen Bank登录号:KY290566),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346 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。扬眉线蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量(81.1%)。13个蛋白质编码基因中,COI以CGA作为起始密码子,ND5以GTT作为起始密码子,其余均以昆虫典型的ATN为起始密码子。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tRNASer(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,扬眉线蛱蝶的A+T富含区中有一段由ATAGA引导的保守的多聚T结构,长度为20 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,蛱蝶科亚科级别的系统发育关系为:(绢蛱蝶亚科+眼蝶亚科)+((蛱蝶亚科+闪蛱蝶亚科)+(釉蛱蝶亚科+线蛱蝶亚科))。【结论】线蛱蝶族与翠蛱蝶族的亲缘关系较近,丽蛱蝶族是该亚科较早分化出来的一支。基于线粒体基因组构建的线蛱蝶亚科物种系统发育关系与传统形态分类学研究结论不一致。     

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))))))。     

基于ND4和ND5基因序列分析的鳅超科鱼类系统发育关系

ND4和ND5是线粒体基因组中编码NADH脱氢酶亚基4和亚基5的两个蛋白质编码基因.该研究以鳅超科鱼类为研究对象,新测定了10个物种的ND4和ND5基因全序列以及中间的3个tRNA基因共212 bp的序列,结合从GenBank 下载的15个物种的15条序列进行序列比较和系统发育关系分析.结果显示:鳅超科鱼类ND4基因全长1380～1387 bp,以ATG为起始密码子,终止密码子为不完全终止信号;ND5基因全长1821～1839bp,同样起始密码子为ATG,终止密码子为TAA或TAG;ND4和ND5基因之间插入了3个tRNA基因,分别编码携带组氨酸、丝氨酸、亮氨酸的tRNA.ND4和ND5基因(包含3个tRNA基因)中A、T、G、C的平均含量分别为30.4%、27.3%、14.2%、28.1%,A+T(57.7%)的含量高于G+C(42.3%)的含量.转换与颠换比(Ti/Tv)平均值为1.586.选取斑马鱼和鲤鱼作为外类群,采用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)进行系统发育树的重建.三种方法的系统发育分析结果都显示:花鳅亚科、条鳅亚科、沙鳅亚科、平鳍鳅科及Vaillantellidae分别构成单系;它们的系统发育关系为:(Vaillantellidae+(沙鳅亚科+(花鳅亚科+(条鳅亚科+平鳍鳅科).这与线粒体全基因组和某些核基因(如RAG1基因)的研究结果类似,且支持率较高,表明ND4和ND5基因用于鳅超科鱼类的系统发育分析是可行的;但是该研究的结果有别于其他线粒体基因的分析结果,如基于cytb和D-loop基因进行的系统发育分析表明,条鳅亚科和花鳅亚科聚为姐妹群,再和平鳍鳅科聚在一起.这种差异可能是由于使用的基因长度差异造成的,长度越长,信息量越大,所反映的系统发育结果可能更加接近真实情况.     

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。     

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tRNAs、2个rRNAs和D-loop区.野蚜蝇线粒体全序列A+T含量为80.6％,G+C含量为19.4％,表现出明显的A+T偏斜.除了 COXI、ATP8、ATP6和ND1的起始密码子为TTG,其它9个PCGs以ATN为起始密码子;COXI的终止密码子为不完整的T--,ATP6为TAG,其余11个PCGs的终止子为TAA.22个tRNAs的二级结构均为典型的三叶草结构,并预测了野蚜蝇rRNAs的二级结构.野蚜蝇D-loop区存在重复序列和茎环结构,22种蚜蝇科基因间隔区与重叠区具有6个保守区域.基于24个物种(22个蚜蝇科和2个缟蝇科)的PCGs序列,通过贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建系统发育树,结果显示,野蚜蝇和黑足蚜蝇Syrphus vitripennis互为姊妹种,支持了蚜蝇亚科Syrphinae的单系性,两种拓扑结构中管蚜蝇亚科Eristalinae均没有聚为一支.该研究结果丰富了蚜蝇科线粒体基因组学基本数据,为进一步深化蚜蝇科系统发育关系讨论提供了参考.     

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。     

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。     

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。     

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。     

中国狼（Canis lupus chanco）线粒体全基因组序列分析

参照近缘物种线粒体全基因组序列,设计14 对特异引物,采用PCR产物直接测序法测得中国狼线粒体基因组全序列,并分析其基因组特点和各基因的定位.用pDRAW32软件,预测12种限制性酶的酶切图谱.结果表明,中国狼线粒体基因组全长16 774 bp, 包括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.除ND2、 ND3和ND5 基因以ATA作为起始密码子外,其它基因的起始密码子均为ATG.除COXⅢ、 ND4、 ND3基因的终止密码子分别为不完全的T,T,TA;ND2,COXⅡ,Cytb基因的终止密码子分别是TAG、TAG、AGA外;其余基因均以TAA作为终止密码子,而欧亚狼和狗COXⅡ基因则以TAA终止.基于近缘哺乳动物15种近缘物种的线粒体基因组的12S rRNA 和 16S rRNA 基因全序列,用邻近法、最大简约法和最大似然法构建系统进化树,系统进化关系与传统的系统分类基本一致.并在已有文献的基础上,探讨了中国狼的进化地位.     

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。     

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.     

基于线粒体ND2基因的中国斑翅蝗科部分种类分子系统学研究（直翅目：蝗总科）

本文的目的是通过对斑翅蝗科部分种类的线粒体ND2基因进行分析,重建斑翅蝗科昆虫的系统发育关系,并探讨分子系统发育关系和传统分类结果的异同。扩增并测定了我国斑翅蝗科10属16种蝗虫的线粒体ND2全基因1 023 bp的序列,对序列的碱基组成、转换颠换、系统发育信号等进行了分析。并基于ND2全基因序列数据,分别采用邻接法（NJ）、最简约法（MP）、最大似然法（ML）和贝叶斯法重建了10属16种蝗虫的系统发育关系。结果表明：斑翅蝗科蝗虫ND2全基因A+T含量平均为74.6%;痂蝗亚科和异痂蝗亚科没能得到区分,建议合并为一个亚科;而斑翅蝗亚科和飞蝗亚科的分类地位还存在争议。     

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.     

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。     

大卫绢蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

目前有关蝶类线粒体基因组全序列及其分子进化的研究报道还不多见。本文利用long PCR和引物步移法得到大卫绢蛱蝶Calinaga davidis的线粒体基因组全序列, 同时就其基因组成和结构特点作了初步分析。结果显示： 其基因组全长为15 267 bp (GenBank登录号为HQ658143), 包括13个蛋白质编码基因(ATP6, ATP8, COI-III, ND1-6, ND4L, Cytb)、22个tRNA基因、2个rRNA基因(16S和12S)以及非编码的控制区。与其他鳞翅目昆虫相一致, 其基因组未出现基因重排现象。基因组共包含11个基因间隔区,总长度为130 bp, 间隔长度1~46 bp, 最大间隔在tRNA^Gln与ND2基因之间; 基因间共存在13处重叠, 总长度为66 bp, 重叠碱基数1~35 bp, 最长的重叠区位于COII与tRNA^Lys基因。lrRNA和srRNA基因长度分别为1 337 bp和773 bp; 除tRNA^Ser(AGN)缺少二氢尿嘧啶臂(DHU stem), 在相应的位置上只形成一个简单环外, 其余的tRNA基因都能形成典型的三叶草结构。13个蛋白编码基因总长度为11 247 bp, 共有3 737个密码子, 它们的碱基组成和密码子的使用具有明显的偏倚性; 除COI外(起始密码子TTG), 其余的12个蛋白质编码基因都以标准的ATN作为起始密码子; COI基因终止密码子为不完全T, ND4基因终止密码子为不完全TA, 其余基因都以TAA为终止密码子。A+T丰富区全长为389 bp, A+T含量高达92.0%, 其中存在2段类似微卫星的重复序列(TA)₆和(AAT)₄。本文的研究结果为探讨绢蛱蝶亚科在蛱蝶科中的系统学地位及其与其他亚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。     

羚牛线粒体基因组全序列测定与分析

利用长距离PCR扩增法对秦岭羚牛线粒体基因组进行测序、拼接、注释并对基因组特点和羚牛系统发育进行分析。结果表明,羚牛线粒体基因组全长为16662 bp,GenBank序列号:KU361169。该基因由13个蛋白编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和1个非编码控制区组成。基因组核苷酸组成为A:33.9%,T:27.0%,C:26.3%,G:12.8%,(A+T)含量(60.9%)高于(G+C)含量(39.1%),有一定的碱基偏好。ND2、ND3、ND5基因起始密码子为ATA,其余10个蛋白质编码基因起始密码子为ATG。ND2、ND3、ND4、COⅢ基因为不完全终止密码子T,其余蛋白质基因为完全终止密码子TAA和AGA。预测了22个t RNA二级结构,共有38处错配,以GU错配为主。基于14种有蹄类动物线粒体基因组构建的系统发生树,表明羚牛与山羊亲缘关系最近,应归为羊亚科。     

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。     

丝带凤蝶线粒体基因组全序列及其系统学意义(英文)

锯凤蝶类与凤蝶科其他类群的系统发生关系及其分类学地位一直存在争议。本研究采用PCR和long PCR技术测定了属于锯凤蝶类的丝带凤蝶Sericinus montelus线粒体基因组全序列; 结合已有的其他凤蝶科物种的相应序列数据, 基于13个蛋白质编码基因重建了凤蝶科主要类群的系统发生树, 探讨了它们之间的系统发生关系。基因组分析结果表明： 丝带凤蝶线粒体基因组全长15 242 bp, 包括13个编码蛋白基因(ATP6, ATP8, COⅠ-Ⅲ, ND1-6, ND4L和Cytb)、 22个tRNA基因、 16S和12S rRNA基因以及非编码的控制区; 基因组A, T, G和C含量分别为40.1%, 40.8%, 7.4%和11.7%, 表现出明显的AT偏倚。所有的蛋白质编码基因都使用标准的起始密码子(ATN); 除ND4 和 ND4L基因使用单个的T作为终止密码子外, 其余蛋白编码基因都使用了标准的终止密码子(TAA)。除丝氨酸 tRNA的二氢尿苷突环缺失外, 所有tRNA基因都形成典型的三叶草型结构。基因组中共存在12个大小介于2~65 bp之间的基因间隔区以及15个大小介于1~8 bp之间的基因重叠区, 其中, 存在于COⅡ和tRNA^Lys之间的24 bp的间隔区在其他鳞翅目昆虫中未曾见到。以邻接法和最大简约法并基于13个蛋白质编码基因序列对凤蝶科进行了系统发生分析。结果显示, 丝带凤蝶和中华虎凤蝶Luehdorfia chinensis先构成一个支系, 再和冰清绢蝶Parnassius bremeri构成姊妹群; 表明锯凤蝶类应作为族级分类单元归于凤蝶科下的绢蝶亚科。