绿眼赛茧蜂线粒体基因组全序列测定和分析
发布时间：2021-11-24 17:36
【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tRNAHis（H）缺失TΨC环和tRNACys（C）仅剩二氢尿...
【文章来源】：昆虫学报. 2020,63(08)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
绿眼赛茧蜂线粒体基因组tRNA基因二级结构
绿眼赛茧蜂线粒体基因组中,A, T, G和C含量分别为43.00%, 39.84%, 10.09%和7.08%,A含量最高而C含量最低(表2)。全基因组的A+T总量高达82.83%,G+C含量为17.17%,呈现明显的A+T偏好性,符合昆虫线粒体基因组中A+T含量偏向性的特征(夏靖等, 2011; 王菊平等, 2015; 钟健等, 2017)。绿眼赛茧蜂基因组全序列的AT偏斜(AT-skew)为0.038,GC偏斜(GC-skew)为0.176,表明A多于T,G多于C。从不同的基因来看,蛋白质编码基因的AT偏斜均为负值,J链上9个蛋白质编码基因的GC偏斜为负值。N链上4个蛋白质编码基因和rRNA基因的GC偏斜均为正值,与大多数昆虫的线粒体基因组AT/GC偏斜(彭艳等, 2017)一致。表1 绿眼赛茧蜂线粒体基因组特征分析Table 1 Gene organization of the mitochondrial genome of Zele chlorophthalmus 基因Genes 编码链Coding strand 位置(bp)Position 基因长度(bp)Gene length 起始密码子Start codon 终止密码子Stop codon 反密码子Anticodon 基因间隔(bp)Intergenic length tRNAMet(M) N 1-64 64 CAT -1 tRNAIle(I) N 64-127 64 GAT -2 rrnS N 126-873 748 -2 tRNAVal(V) N 872-933 62 TAC 33 rrnL N 967-2230 1 264 -21 tRNALeu-1(L1) N 2 210-2 280 71 TAG 25 NAD1 N 2 306-3 241 936 ATG TAA 236 tRNASer-2(S2) J 3 478-3 545 68 TGA 854 Cob J 4 400-5 536 1 137 ATG TAA -23 NAD6 J 5 514-6 014 501 ATT TAA 60 tRNAPro(P) N 6 075-6 138 64 TGG 0 tRNAThr(T) J 6 139-6 206 68 TGT 8 NAD4l N 6 215-6 508 294 ATT TAA -7 NAD4 N 6 502-7 842 1 341 ATG TAA -1 tRNAHis(H) N 7 842-7 904 63 GTG -3 NAD5 N 7 902-9 572 1 671 ATT TAA -5 tRNAAsn(N) J 9 568-9 632 65 GTT -1 tRNAPhe(F) N 9 632-9 696 65 GAA -2 tRNAGlu(E) J 9 695-9 760 66 TTC 0
以蜜蜂科为外群,基于已报道的21个茧蜂科种和绿眼赛茧蜂的线粒体基因组COX1蛋白编码基因序列,采用最大似然法(ML)和邻接法(NJ)利用MEGA-X软件构建茧蜂科的系统发育树(图3和4)。最大似然法分析结果(图3)表明,茧蜂科各个种群分类关系为蚜茧峰亚科Aphidiinae+(长体茧蜂亚科Macrocentrinae+毛茧蜂亚科Doryctinae+探茧峰亚科Ichneutinae+(窄径茧蜂亚科Agathidinae+折脉茧蜂亚科Cardiochilinae))+优茧峰亚科Euphorinae;邻接法分析结果表明,优茧峰亚科Euphorinae+(蚜茧峰亚科Aphidiinae+((窄径茧蜂亚科Agathidinae+折脉茧蜂亚科Cardiochilinae)+(探茧峰亚科Ichneutinae)+(长体茧蜂亚科Macrocentrinae+毛茧蜂亚科Doryctinae)))。综合比较,两种方法构建的系统发育树大致相同。在系统发育树中,茧蜂科主要分为3支,蚜茧峰亚科为一支,优茧蜂亚科为一支,剩余的一支包括长体茧蜂亚科、毛茧蜂亚科、探茧蜂亚科、折脉茧蜂亚科和窄径茧蜂亚科。窄径茧蜂亚科(Agathidinae)和折脉茧蜂亚科(Cardiochilinae)在两种方法中都为姐妹群。绿眼赛茧蜂聚于优茧蜂亚科赛茧蜂属,与传统形态分类学结果一致,其与雪跗赛茧蜂Zele niveitarsis亲缘关系较近。图4 邻接法构建的基于线粒体COX1序列的茧蜂科22个种的系统发育树(1 000次重复)
【参考文献】：
期刊论文
[1]绿眼赛茧蜂生物学特性及其对草地螟的控害作用[J]. 李倩,程云霞,罗礼智,杜芹,江幸福,张蕾. 中国生物防治学报. 2017(06)
[2]琥珀蚕线粒体全基因组测序及序列分析[J]. 钟健,刘增虎,杨伟克,朱峰,董占鹏. 昆虫学报. 2017(08)
[3]黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 彭艳,陈斌,李廷景. 昆虫学报. 2017(04)
[4]武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 王菊平,宣善滨,张育平,杨静,曹天文,马恩波. 昆虫学报. 2015(03)
[5]昆虫比较线粒体基因组学研究进展[J]. 魏书军,陈学新. 应用昆虫学报. 2011(06)
[6]大卫绢蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 夏靖,胡静,朱国萍,朱朝东,郝家胜. 昆虫学报. 2011(05)
[7]中国优茧蜂亚科研究概况及已知种名录（膜翅目:茧蜂科）[J]. 陈学新,何俊华,C.van Achterberg,马云. 昆虫分类学报. 2000(01)
博士论文
[1]小腹茧蜂亚科（膜翅目：茧蜂科）比较线粒体基因组学与系统发育研究[D]. 宋胜楠.浙江大学 2015
[2]基于线粒体基因组的膜翅目茧蜂科（Hymenoptera:Braconidae）比较基因组学与系统发育研究[D]. 李倩.浙江大学 2014
[3]膜翅目线粒体基因组的特征与进化及其在系统发育研究中的应用[D]. 魏书军.浙江大学 2009
硕士论文
[1]河北康保县苜蓿害虫及其天敌的研究[D]. 杜芹.华中农业大学 2015
本文编号：3516457
【文章来源】：昆虫学报. 2020,63(08)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
绿眼赛茧蜂线粒体基因组tRNA基因二级结构
绿眼赛茧蜂线粒体基因组中,A, T, G和C含量分别为43.00%, 39.84%, 10.09%和7.08%,A含量最高而C含量最低(表2)。全基因组的A+T总量高达82.83%,G+C含量为17.17%,呈现明显的A+T偏好性,符合昆虫线粒体基因组中A+T含量偏向性的特征(夏靖等, 2011; 王菊平等, 2015; 钟健等, 2017)。绿眼赛茧蜂基因组全序列的AT偏斜(AT-skew)为0.038,GC偏斜(GC-skew)为0.176,表明A多于T,G多于C。从不同的基因来看,蛋白质编码基因的AT偏斜均为负值,J链上9个蛋白质编码基因的GC偏斜为负值。N链上4个蛋白质编码基因和rRNA基因的GC偏斜均为正值,与大多数昆虫的线粒体基因组AT/GC偏斜(彭艳等, 2017)一致。表1 绿眼赛茧蜂线粒体基因组特征分析Table 1 Gene organization of the mitochondrial genome of Zele chlorophthalmus 基因Genes 编码链Coding strand 位置(bp)Position 基因长度(bp)Gene length 起始密码子Start codon 终止密码子Stop codon 反密码子Anticodon 基因间隔(bp)Intergenic length tRNAMet(M) N 1-64 64 CAT -1 tRNAIle(I) N 64-127 64 GAT -2 rrnS N 126-873 748 -2 tRNAVal(V) N 872-933 62 TAC 33 rrnL N 967-2230 1 264 -21 tRNALeu-1(L1) N 2 210-2 280 71 TAG 25 NAD1 N 2 306-3 241 936 ATG TAA 236 tRNASer-2(S2) J 3 478-3 545 68 TGA 854 Cob J 4 400-5 536 1 137 ATG TAA -23 NAD6 J 5 514-6 014 501 ATT TAA 60 tRNAPro(P) N 6 075-6 138 64 TGG 0 tRNAThr(T) J 6 139-6 206 68 TGT 8 NAD4l N 6 215-6 508 294 ATT TAA -7 NAD4 N 6 502-7 842 1 341 ATG TAA -1 tRNAHis(H) N 7 842-7 904 63 GTG -3 NAD5 N 7 902-9 572 1 671 ATT TAA -5 tRNAAsn(N) J 9 568-9 632 65 GTT -1 tRNAPhe(F) N 9 632-9 696 65 GAA -2 tRNAGlu(E) J 9 695-9 760 66 TTC 0
以蜜蜂科为外群,基于已报道的21个茧蜂科种和绿眼赛茧蜂的线粒体基因组COX1蛋白编码基因序列,采用最大似然法(ML)和邻接法(NJ)利用MEGA-X软件构建茧蜂科的系统发育树(图3和4)。最大似然法分析结果(图3)表明,茧蜂科各个种群分类关系为蚜茧峰亚科Aphidiinae+(长体茧蜂亚科Macrocentrinae+毛茧蜂亚科Doryctinae+探茧峰亚科Ichneutinae+(窄径茧蜂亚科Agathidinae+折脉茧蜂亚科Cardiochilinae))+优茧峰亚科Euphorinae;邻接法分析结果表明,优茧峰亚科Euphorinae+(蚜茧峰亚科Aphidiinae+((窄径茧蜂亚科Agathidinae+折脉茧蜂亚科Cardiochilinae)+(探茧峰亚科Ichneutinae)+(长体茧蜂亚科Macrocentrinae+毛茧蜂亚科Doryctinae)))。综合比较,两种方法构建的系统发育树大致相同。在系统发育树中,茧蜂科主要分为3支,蚜茧峰亚科为一支,优茧蜂亚科为一支,剩余的一支包括长体茧蜂亚科、毛茧蜂亚科、探茧蜂亚科、折脉茧蜂亚科和窄径茧蜂亚科。窄径茧蜂亚科(Agathidinae)和折脉茧蜂亚科(Cardiochilinae)在两种方法中都为姐妹群。绿眼赛茧蜂聚于优茧蜂亚科赛茧蜂属,与传统形态分类学结果一致,其与雪跗赛茧蜂Zele niveitarsis亲缘关系较近。图4 邻接法构建的基于线粒体COX1序列的茧蜂科22个种的系统发育树(1 000次重复)
【参考文献】：
期刊论文
[1]绿眼赛茧蜂生物学特性及其对草地螟的控害作用[J]. 李倩,程云霞,罗礼智,杜芹,江幸福,张蕾. 中国生物防治学报. 2017(06)
[2]琥珀蚕线粒体全基因组测序及序列分析[J]. 钟健,刘增虎,杨伟克,朱峰,董占鹏. 昆虫学报. 2017(08)
[3]黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 彭艳,陈斌,李廷景. 昆虫学报. 2017(04)
[4]武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 王菊平,宣善滨,张育平,杨静,曹天文,马恩波. 昆虫学报. 2015(03)
[5]昆虫比较线粒体基因组学研究进展[J]. 魏书军,陈学新. 应用昆虫学报. 2011(06)
[6]大卫绢蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 夏靖,胡静,朱国萍,朱朝东,郝家胜. 昆虫学报. 2011(05)
[7]中国优茧蜂亚科研究概况及已知种名录（膜翅目:茧蜂科）[J]. 陈学新,何俊华,C.van Achterberg,马云. 昆虫分类学报. 2000(01)
博士论文
[1]小腹茧蜂亚科（膜翅目：茧蜂科）比较线粒体基因组学与系统发育研究[D]. 宋胜楠.浙江大学 2015
[2]基于线粒体基因组的膜翅目茧蜂科（Hymenoptera:Braconidae）比较基因组学与系统发育研究[D]. 李倩.浙江大学 2014
[3]膜翅目线粒体基因组的特征与进化及其在系统发育研究中的应用[D]. 魏书军.浙江大学 2009
硕士论文
[1]河北康保县苜蓿害虫及其天敌的研究[D]. 杜芹.华中农业大学 2015
本文编号：3516457
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