基于线粒体基因组的中国黑蝗亚科系统发育研究

发布时间：2020-05-09 17:15

【摘要】：本研究采用二代测序的方法,对中国黑蝗亚科Melanoplinae5属5种,秃蝗亚科Podisminae 5属5种,黑背蝗亚科Eyprepocnemidinae 3属3种,共13种蝗虫的线粒体基因组序列进行测序,并结合NCBI中已经公布的相关物种的线粒体基因组序列数据,进行系统发育分析,从而检验中国黑蝗亚科的单系性,确定各属种在亚科级(或族级)水平的正确归属。所得主要结果如下:1.斑腿峨眉蝗、斑腿佯越蝗、斑腿黑背蝗、云南棒腿蝗、小方板蝗、异背蝗属一种、云南云秃蝗、北极黑蝗、草绿异色蝗、点背版纳蝗、峨眉小蹦蝗、四川拟裸蝗和山蹦蝗线粒体基因组的长度依次为15,870bp、15,696 bp、15,557 bp、16,235bp、15,641 bp、15,430 bp、16,334bp、16,019bp、15,621bp、15,466 bp、17,700bp、15,347bp和 15,413 bp;A+T的含量均在70%-80%之间,依次为75.9%,76%,73.1%,70.2%,72.4%,71.9%,76.0%,73.5%,74.8%,75.2%,74.6%,74.9%,76.0%,具有明显的AT偏向性。基因的组成及基因顺序和目前已公布的蝗总科物种相同,均包括22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和1个A+T富集区(位于rrnS和trnI之间)。13种蝗虫的线粒体基因组的基因分布特征、基因重叠区和间隔区的数目和长度、22个tRNA的二级结构以G-U错配为主要类型,这些特点与蝗亚目其他物种一致。2.在13种蝗虫的13个蛋白质编码基因中有5种蝗虫存在不标准的起始密码子,有11种蝗虫存在不标准的终止密码子:斑腿黑背蝗、点背版纳蝗和四川拟裸蝗ND2的不标准起始密码子为GTG,斑腿黑背蝗、小方板蝗、点背版纳蝗和山蹦蝗COI的不标准起始密码子为ACC,点背版纳蝗ND5的不标准起始密码子为TTA;TAG作为不标准终止密码子在每个种中都多次出现,较为常见。斑腿峨眉蝗、斑腿佯越蝗、斑腿黑背蝗、云南棒腿蝗、小方板蝗、异背蝗属一种、云南云秃蝗、北极黑蝗、点背版纳蝗、峨眉小蹦蝗、山蹦蝗ND1的不标准终止密码子为TAG,云南棒腿蝗、异背蝗属一种ND3的不标准终止密码子为TAG,小方板蝗、异背蝗属一种、峨眉小蹦蝗ND4的不标准终止密码子为TAG。3.基于45个物种的13个蛋白质编码基因和2个rRNA基因,选取东方蝼蛄Gryllotalpa orientalis、斑翅草螽Conocephalus maculatus、中华树蟋Oecanthus sinensis、郑氏比蜢 Pielomastax zhengi、日本蚱Tetrix japonica、金澜沧蝗Mekongiella kingdoni作为外群,利用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)构建系统发育树。结果显示:中国黑蝗亚科和秃蝗亚科交叉分布聚为一支,无法分开,没有互为单系,而北极黑蝗没有落在这一支内,方板蝗属落入黑背蝗亚科的分支中,说明中国黑蝗亚科是一个多系群,绝大部分属种应隶属于秃蝗亚科。黑蝗亚科和秃蝗亚科分支与北极黑蝗构成姐妹群,方板蝗属应隶属于黑背蝗亚科,版纳蝗属、拟裸蝗属和异色蝗属的系统发生地位暂未得到解决。本文首次对黑蝗亚科、秃蝗亚科、黑背蝗亚科的共13个蝗虫物种的线粒体基因组进行了测定和分析,对其tRNA二级结构进行预测及绘图。并从分子生物学角度对其系统分类情况进行探讨,为确定中国黑蝗亚科中的分类地位提供了分子依据。
【图文】：

中南林业科技大学硕士学位论文逦基于线粒体基因组的中国黑蝗亚科系统发育在１２个连续区（表３．１．１）。逡逑斑腿峨眉蝗线粒体基因组的基因重排情况与蝗亚目已公布物种是一致的（图邋３．１．１）。逡逑ｔｍｌ邋ｔｒｎＭ逡逑Ａ＋Ｔ邋ｒｉｃｈ邋ｒｅｉｏｎ

逦基于线粒体基因组的中国黑蝗亚科系统发育研究逡逑斑腿峨眉蝗线粒体基因组共存在２２个ｔＲＮＡ基因，，其二级结构图见图３．１．２。逡逑所有ｔＲＮＡ二级结构都是具有４个恒定臂的三叶草结构，除了？ｍＳ／邋（ＡＧＮ）。相逡逑比于其他已报道的ｔＲＮＡ二级结构，ＺｍＳ／邋（ＡＧＮ）缺少了一条０１１１１臂［９９］。２２个逡逑ｔＲＮＡ的长度范围为６５ｂｐ邋Ｏｒｎｒ，的凡加儿ｆｒｔｔＣ，加￡＞）至７１ｂｐ邋（ｆｍ尺，逡逑由于各可变环长度有所不同，以及ＤＨＵ臂和ＴＹＣ臂的长度变化使得各ｔＲＮＡ的逡逑长度有所差异［１ＧＧ］。逡逑斑腿峨眉蝗ｔＲＮＡ基因的碱基错配主要发生在ＤＨＵ臂、氨基酸接受（ＡＡ）逡逑臂和反密码子（ＡＣ）臂，极少数发生在ＴＹＣ臂，共存在２４处错配，其中Ｇ－Ｕ逡逑错配邋１９邋处（ｆｍ４，ｆｍ？／，ｆｒｎＺＪ，逦ｆｒ？ｒＦ，／ｍＰ，邋ｆｍＳ７，逡逑加７＼邋的｝＾
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q963

【参考文献】

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本文编号：2656471