我国裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝(Gymnothorax odishi)形态与线粒体基因组分析

为完善我国裸胸鳝属鱼类物种信息,研究报道了采集于海南省陵水县裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝(Gymnothorax odishi)。该物种仅于2018年在东印度孟加拉湾首次发现,目前世界其他海域均无记录。针对采集的奥迪萨裸胸鳝进行详细的外部形态特征分析,并从分子水平对该裸胸鳝进行线粒体全基因组测序。结果显示,奥迪萨裸胸鳝主要特征为体型粗壮,体棕褐色,吻端至鳃孔区域分布橘黄色斑点,眼睛后缘存在黑色斑块,鳃孔边缘黑色,身体无其他条带或斑纹;上颌齿、中央齿均单行,下颌齿两行,椎骨式为4-52-135。线粒体基因组方面,奥迪萨裸胸鳝线粒体全长为16580 bp,由13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码控制区组成,基因组结构特征与其他脊椎动物相似。基于12个蛋白编码基因构建的海鳝科鱼类分子系统进化树上,奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝(Gymnothorax reevesii)、淡网纹裸胸鳝(Gymnothorax pseudothyrsoideus)、疏条纹裸胸鳝(Gymnothorax reticularis)及小裸胸鳝(Gymnothorax minor)聚在一起;基于COI基因构建的裸胸鳝属鱼类分子系统进化树,奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝、淡网纹裸胸鳝、肝色裸胸鳝(Gymnothoraxhepaticus)及黄纹裸胸鳝(Gymnothoraxmonochrous)等聚为一支。遗传距离方面,奥迪萨裸胸鳝与目前世界上其他裸胸鳝的遗传距离范围为0.082~0.263,均大于最小物种鉴定遗传距离0.020,揭示奥迪萨裸胸鳝在形态与分子水平均为区别于其他裸胸鳝的独立物种。研究结果表明我国海域也有奥迪萨裸胸鳝分布,为新记录种,为我国裸胸鳝属鱼类的系统分类及物种名录更新提供分类基础。

三角鲤线粒体基因组全序列测定及分析

[目的]三角鲤(Cyprinus multitaeniata)是我国具有重要经济价值的鱼类之一,了解三角鲤线粒体基因的结构和特点,为三角鲤的种群遗传多样性研究提供基础资料。[方法]采用26对引物扩增三角鲤的线粒体全基因,通过生物软件识别和分析各基因和非编码序列的位置和特点,并通过与GeneBank数据库已发表鲤科鱼类序列进行比较和构建系统发育树进行分析。[结果]三角鲤线粒体全基因总长度为16 573 bp,碱基含量A为32.2%、T为24.9%、C为27.3%、G为15.6%;包括37个编码基因(编码蛋白基因13个、tRNA基因22个和rRNA基因2个)和2个非编码序列区(OL区和控制区)。13个蛋白编码基因中,COX1的起始密码子为GTG,其他均为ATG;终止密码子包括TAG(ATP8)、TA(COX3、ATP6)、T(ND2、COX2、ND3、ND4、Cty b)和TAA(ND1、COX1、ND4L、ND5、ND6)3种。22个tRNA基因中,除了tRNASer(AGC)外其余都能折叠成典型的三叶草结构;三角鲤控制区序列可以识别出3个典型保守区域;系统发育分析表明,三角鲤与大眼鲤(C.megalophthalmus)亲缘关系较近。[结论]三角鲤线粒体基因组成、长度和排列顺序与典型的脊椎动物相同,在亲缘关系上与大眼鲤最近;线粒体基因组序列适用于三角鲤的系统发育分析。

青花菜线粒体基因组组装与序列特征分析

为更好地从分子水平了解青花菜,对青花菜进行线粒体基因组组装,并对其序列特征进行分析。青花菜线粒体基因组大小为219964 bp,GC含量为45.25%。线粒体基因组注释到61个基因,包括33个编码蛋白基因,23个tRNA基因,3个rRNA基因和2个假基因。其中8个基因的核苷酸多样性较高;24个基因无核酸多样性。变异数量最多的基因是rrn26、rrn18和atp1,其变异数量分别为326、277和136。密码子偏好性分析结果显示RSCU值>1的密码子有29个,大多以A/U碱基结尾,表明其密码子更偏向于A/U结尾。基因组序列中共检测到345个重复序列,包括170个正向重复序列和175个回文重复序列。青花菜与花椰菜的线粒体基因组具有极好的共线性,且基因的位置基本一致。青花菜线粒体和叶绿体基因组中共检测到22条同源片段。同源片段总长度为13355 bp,平均607bp。

2种食蚊鱼属入侵鱼类线粒体基因组密码子偏好性分析

【目的】分析西部食蚊鱼(Gambusia affinis)和东部食蚊鱼(G.holbrooki)线粒体基因组组成和密码子使用偏好性,为食蚊鱼属入侵鱼类的早期预警和防控提供理论依据。【方法】基于线粒体基因组序列数据,通过生物信息学方法分析西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组组成特征和密码子使用模式。【结果】西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组大小分别为16614和16610 bp,碱基组成均呈现明显的AT偏好,蛋白编码基因密码子的适应指数(CAI)范围分别为0.14~0.20和0.13~0.20,偏好性指数(CBI)分别为-0.09~0.09和-0.09~0.07,有效密码子数(ENC)分别为35.19~50.50和39.03~50.06。中性绘图分析结果表明,2种食蚊鱼线粒体编码基因的第1、2位和第3位碱基GC含量相关性不明显;ENC-plot分析发现2种食蚊鱼线粒体基因ENC均位于标准曲线下方;PR2-plot分析发现2种食蚊鱼线粒体基因密码子第3位的4种碱基使用频率不相等,A和C的使用频率高于T和G。在西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组中分别确定了16和18个最优密码子。【结论】2种食蚊鱼线粒体基因组均偏好使用以C或A结尾的密码子,无以G结尾的密码子。西部食蚊鱼和东部食蚊鱼分别筛选出16和18个最优密码子,主要以C或A结尾。2种食蚊鱼线粒体基因组密码子均为弱偏好性密码子,自然选择和突变压力均是影响2种食蚊鱼线粒体密码子偏好性形成的因素,其中自然选择起主导作用。

松瘤小蠹线粒体基因组测序及分析

松瘤小蠹广泛分布于欧亚大陆多国以及我国危害松科植物,但尚缺乏其分子鉴定和种群遗传结构方面的研究。鉴于此,本研究基于高通量测序技术测定了该害虫的线粒体基因组序列,使用GetOrganelle软件组装得到了其完整线粒体基因组。结果表明:松瘤小蠹的线粒体基因组长17451 bp,包含13个蛋白编码基因,22个tRNA和2个r RNA,A、T、C、G所占的比例分别为37.4%、33.45%、18.40%和10.75%。基于松瘤小蠹以及其他象甲科物种线粒体基因组序列构建系统发育树分析发现,松瘤小蠹与边瘤小蠹的亲缘关系较近,处于同一分支上,与传统的形态学分类相一致。该研究结果为今后筛选线粒体分子标记来开展松瘤小蠹分子鉴定和种群遗传结构研究奠定了基础。

蜜蜂线粒体基因组多态性应用研究进展

线粒体基因组(Mitochondrial genome)能够自我复制且遵循严格的母系遗传,是哺乳动物、昆虫等物种进化生物学、保护遗传学研究的重要分子标记之一。利用线粒体DNA作为遗传标记有助于探究蜜蜂群体遗传多样性、母系起源及不同种群间的系统发育关系,相关研究主要集中于COI、COII、tRNA^(Leu)-COII、Cytb等单个线粒体基因序列片段,线粒体基因组全序列的应用较少。蜜蜂属现有9个种的线粒体基因组全序列测序工作均已完成,为蜜蜂遗传学研究提供了基础数据。本文综述了线粒体基因组在蜜蜂中的研究进展,阐述蜜蜂线粒体基因组结构特征及其在蜜蜂遗传多样性、起源进化、分类鉴定等研究的应用进展,同时分析蜜蜂线粒体基因组的应用意义并展望其未来发展方向,以期为我国蜜蜂遗传资源保护与利用提供信息参考。

蚕豆象的线粒体基因组研究及系统发育分析

【目的】蚕豆象是农业上一种重要害虫,本文测序、分析了蚕豆象的线粒体全基因组,以期为更好地理解茎甲亚科分支类群、豆象亚科和蚕豆象的系统发育提供线粒体基因组数据。【方法】在系统发育分析中,内群取样包含茎甲亚科分支类群的22种昆虫,外群选择2个肖叶甲亚科(Basilepta fulvipes和Basilepta melanopus)昆虫,分别利用最大似然法和贝叶斯法重建茎甲亚科分支类群的系统发育关系。【结果】蚕豆象的线粒体基因组全长为16586 bp(GenB ank序列号:OP650255),包含37个基因(13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和22个转运RNA基因)和一段非编码控制区。所有转运RNA基因中,除trnS1因缺少二氢尿嘧啶(DHU)臂而形成一个简单的环,无法构成稳定的三叶草结构外,其余转运RNA基因均能形成典型的三叶草结构。此外,trnS1的反密码子不是常见的GCU,而是UCU。【结论】本研究首次获得了蚕豆象的线粒体基因组全序列。2种不同的系统发育分析方法构建的系统发育关系显示:豆象亚科、茎甲亚科、水叶甲亚科和负泥虫亚科为单系群;豆象亚科与水叶甲亚科+负泥虫亚科为姐妹群;蚕豆象与四纹豆象为姐妹群。

菜缢管蚜的线粒体基因组及蚜亚科的系统发育分析

菜缢管蚜[Lipaphis pseudobrassicae(Davis,1914)]是一种重要的农业害虫。本研究对菜缢管蚜的线粒体全基因组进行测序、分析,并基于线粒体基因组数据重建蚜亚科(Aphidinae)的系统发育关系。在系统发育分析中,内群包含蚜亚科的31个物种,外群选择绵蚜亚科(Eriosomatinae)中苹果绵蚜(Eriosoma lanigerum)、Paracolopha morrisoni和米倍蚜(Meitanaphis microgallis)3个物种,分别利用最大似然法和贝叶斯法重建蚜亚科的系统发育树。结果表明:菜缢管蚜的线粒体基因组全长16743 bp(GenBank登录号为OP796483),包含37个基因(13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因、22个转运RNA基因)和1个非编码控制区。采用最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育树均显示蚜族为单系群。在最大似然法分析结果中,长管蚜族为单系群,十字蚜属与短棒蚜属构成姐妹群。然而,在贝叶斯法分析结果中,长管蚜族为非单系群,十字蚜属与短棒蚜属+双尾蚜属亲缘关系较近。本研究为更好地理解长管蚜族、十字蚜属和菜缢管蚜的系统发育关系提供了线粒体基因组数据。

天祝白牦牛全线粒体基因组母系遗传多样性

为从基因组水平上揭示天祝白牦牛的母系遗传多样性、群体遗传结构和母系遗传背景,本研究利用基因组重测序技术,测定42头天祝白牦牛的全基因组序列,获取其线粒体基因组全序列,并从GenBank中下载1条已公布的天祝白牦牛线粒体基因组全序列,对共计43条天祝白牦牛线粒体基因组全序列进行综合分析。结果表明:从43条天祝白牦牛线粒体基因组全序列中共识别出971个变异位点,包括25个单一多态位点和946个简约信息位点;通过序列间核苷酸变异确定了20种单倍型,单倍型多样度和核苷酸多样度分别为0.907和0.013,表明天祝白牦牛拥有较为丰富的母系遗传多样性。与野牦牛及环湖、雪多、玉树、青海高原、帕米尔等牦牛品种相比,天祝白牦牛母系遗传多样性相对较低。利用美洲野牛作为参考外群进行系统发育分析,20种单倍型分布于5种单倍型组(A、B、C、E和G)中,归属于3个母系遗传支系(Mt-Ⅰ、Mt-Ⅱ和Mt-Ⅲ),以Mt-Ⅰ支系为主,推测其有3个母系起源。

中国菜粉蝶线粒体基因组遗传多样性分析

菜粉蝶Pieris rapae是十字花科蔬菜重要的农业害虫。为了深入了解中国菜粉蝶的群体遗传特征,通过高通量测序获取了中国5个群体48头菜粉蝶的线粒体全基因组,并分析了不同群体间的遗传结构与多样性。结果表明:菜粉蝶群体间有较高的线粒体单倍型多样性;相对封闭的山区和盆地地区的核苷酸多样性较低;群体间的平均遗传分化指数(F_(ST))仅0.042,表明不同群体间的遗传分化水平较低,这也暗示了群体间基因交流频繁,推测这与甘蓝等蔬菜频繁运输有关;线粒体进化树和网络图均未形成明显的地理谱系,南北方群体之间没有明显的遗传结构差异;总群体的Tajima's D和Fu's Fs值均为负值,且达到了显著水平,这意味着中国地区的菜粉蝶可能经历过群体扩张事件。

不同藏猪类群全线粒体基因组群体多样性与系统发育研究

本试验旨在研究藏猪4个类群的全线粒体基因组的群体多样性与系统发育关系。研究共收集120头分布在4个地区的藏猪进行重测序,组装线粒体基因组并对其进行分析。结果表明:西藏藏猪拥有相对高的遗传多样性(Pi=0.00111);四川藏猪与西藏藏猪的遗传距离相对更近(0.045)。构建系统发育树发现,甘肃藏猪与云南藏猪群体内部相对独立。单倍型分析发现4个藏猪群体存在27个单倍型,西藏藏猪拥有高于其他群体的单倍型分布(12/27)。综上所述,4个地理分布不同的藏猪群体全线粒体基因组存在差异,甘肃藏猪与云南藏猪的系统发育关系揭示了群体内部可能存在近交进而导致遗传距离降低。本研究为进一步更新藏猪类群遗传多样性与遗传结构提供了理论支持,并为藏猪的保种与利用奠定了基础。

四种缘蝽线粒体基因组的测序及基于线粒体基因组的缘蝽科系统发育分析

【目的】利用线粒体基因组序列数据分析缘蝽科(Coreidae)亚科间的系统发育。【方法】使用高通量测序对4种缘蝽(纹须同缘蝽Homoeocerus striicornis、广腹同缘蝽H.dilatatus、宽棘缘蝽Cletus schmidti和褐莫缘蝽Molipteryx fuliginosa)进行低覆盖度全基因组测序;从获得的全基因组测序数据中重建线粒体基因组全序列;联合已经公布的缘蝽科3个亚科32个种的线粒体基因组序列(作为内群)以及蛛缘蝽科(Alydidae)中的3个种的线粒体基因组序列(作为外群),分别采用最大似然法和贝叶斯法重建缘蝽科亚科间的系统发育。【结果】纹须同缘蝽、广腹同缘蝽、宽棘缘蝽和褐莫缘蝽线粒体基因组(GenBank登录号:OR702557-OR702560)的长度分别为15 706, 15 913, 17 685和16 959 bp,新获得的这4种缘蝽线粒体基因组的基因排列方式与典型的昆虫线粒体基因组一致,没有基因重排等特殊的基因组织结构;此外,这4种缘蝽线粒体基因组的全基因组序列、蛋白质编码基因、 rRNA基因和tRNA基因序列都具有较高的A+T含量(≥70%)。最大似然法和贝叶斯法重建的缘蝽科系统发育树具有大体相同的拓扑结构;所有结果都支持缘蝽亚科(Coreinae)为单系群,缘蝽亚科与希缘蝽亚科(Hydarinae)互为姐妹群。【结论】本研究利用线粒体基因组数据重建了缘蝽科亚科间的系统发育,结果支持缘蝽亚科为单系群,缘蝽亚科与希缘蝽亚科互为姐妹群。本研究为进一步在系统发生框架内探讨缘蝽科的系统演化提供了线粒体系统发育基因组学数据。

暗影饰皮夜蛾线粒体基因组全序列测定与分析

【目的】对薄壳山核桃Carya illinoensis害虫暗影饰皮夜蛾Garella ruficirra线粒体基因组进行测序和分析,并在基因组水平上探讨其在夜蛾科Noctuidae中的分类地位,为探索夜蛾科昆虫的系统发育关系以及演化进程提供参考。【方法】利用二代测序技术从头组装获取暗影饰皮夜蛾的线粒体基因组,并对线粒体基因组结构特点和碱基组成进行分析;同时,采用最大似然法和贝叶斯法联合构建了夜蛾科5个属、12个种的线粒体基因组系统发育树,分析暗影饰皮夜蛾在夜蛾科中的系统发育地位。【结果】暗影饰皮夜蛾线粒体基因组全长共为15294 bp,其中包括13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因以及鳞翅目Lepidoptera昆虫典型的腺嘌呤(A)+胸腺嘧啶(T),即A+T富含区,该区域的A+T含量为80.53%,具有明显的AT偏向性。暗影饰皮夜蛾的基因排列顺序为trnM-trnI-trnQ,与包括夜蛾科昆虫在内的大多数鳞翅目昆虫基因排列次序相符。13个蛋白质编码基因的起始密码子全部为ATN。22个tRNA基因中除trnS1的DHU臂缺失,其余均为典型的三叶草结构。对线粒体基因组研究发现:夜蛾科5个属之间,Garella与皮夜蛾属Nycteola亲缘关系最近,与饰夜蛾属Pseudoips亲缘关系最远。【结论】暗影饰皮夜蛾的线粒体基因组中出现了基因重排的现象,系统发育关系支持暗影饰皮夜蛾和Garella musculana聚为1个分支。

黄色小长蝽的线粒体基因组测序和分析

为探究黄色小长蝽(Nysius inconspicuus)的线粒体基因组结构及长蝽科(Lygaeidae)昆虫的系统发育关系,利用二代测序方法获得黄色小长蝽线粒体全基因组序列,在系统发育分析中使用长蝽科14个物种作为内群,并选择大眼长蝽科(Geocoridae)的1个物种作为外群,利用最大似然法和贝叶斯法重建长蝽科的系统发育关系。结果表明,黄色小长蝽的线粒体基因组包含37个基因(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)和1个非编码控制区,全长为14 893 bp(GenBank登录号:OR099699)。黄色小长蝽线粒体基因组的13个蛋白质编码基因除cox1和nad6利用TTG、nad4l利用AAC作为起始密码子,其余蛋白质编码基因都是以ATN开头,终止密码子除cox1、cox2、nad3和nad1以不完整的T作为结尾,其余蛋白质编码基因都是以TAA结尾。此外,基于3种不同的数据矩阵,分别采用2种系统发育分析方法得到的系统发育树结果基本一致。

我国圈养和野生东北虎种群线粒体基因组遗传多样性的比较研究

东北虎(Panthera tigris altaica)是体型最大的猫科(Felidae)动物之一,是极具代表性的珍稀野生动物。现有研究表明,我国野生东北虎种群遗传多样性较低、近交水平较高。尽管目前我国野生东北虎的数量在逐步增长,但通过人工干预来提高野生东北虎的遗传多样性会更利于其数量的恢复,通过野化放归进行遗传拯救是一种关键策略,但实施遗传拯救之前,必须确定圈养个体与现存野生个体间的遗传关系。采用粪便DNA的高通量测序数据组装了51只横道河子圈养东北虎和13只完达山、老爷岭等地的野生东北虎的线粒体基因组,分析两者之间的关系,评估线粒体基因组的遗传多样性。结果表明:圈养东北虎的遗传多样性高于野生种群,所有遗传变异均为无害。部分圈养个体与野生种群同属一个进化支,且具有野生种群所不包含的遗传变异,可用于实施遗传拯救。此外,圈养种群存在显著的遗传分化,一个与当前野生种群关系很远的分支可能代表未知的地理种群,因此,建议对该远缘分支开展野外来源的追溯,确定其谱系地理学地位和保护价值,使其成为恢复野外历史遗传多样性的后备资源。

奇异双身虫线粒体基因组测定及其密码子偏好性分析

为确定奇异双身虫线粒体基因组基本结构特征并探究奇异双身虫分类地位,同时了解双身虫科物种的密码子偏好性,实验采用二代高通量测序技术获得奇异双身虫线粒体基因组序列,通过线粒体在线注释网站MITOS对线粒体基因组序列进行注释并通过Phylo-Suite(version1.2.2)软件对其结构进行分析,同时对奇异双身虫及其他8种双身虫科物种的线粒体蛋白质编码基因的密码子组成情况及密码子偏好性进行分析。结果显示,奇异双身虫的线粒体基因组序列长度为15713 bp(大非编码区未测全),A+T含量为68.7%,表现出明显的AT偏向。系统发育树结果显示,基于现有数据双身虫科物种聚为一支,支持双身虫科物种的单系性。对双身虫科物种的密码子使用偏好进行分析,结果显示双身虫科有效密码子数(ENC)为30.632~37.495,相对同义密码子使用度(RSCU)>1的密码子共有18个,偏好以碱基U(T)结尾。PR2-plot分析结果显示,T的使用频率高于A,G的使用频率高于C,突变和选择等因素均可对密码子的使用偏好产生一定的影响。中性绘图分析显示,奇异双身虫和马口鱼拟双身虫受突变压力的影响分别为61.89%和51.31%,其余7种双身虫受突变压力的影响均小于50%。双身虫科密码子偏好性存在略微差异,但都受突变压力、自然选择和碱基组成的共同影响。本研究可以为后续的系统进化研究提供重要依据。

黑肩绿盲蝽的线粒体基因组结构

为研究黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的谱系地理和遗传结构,本文测定并分析了其线粒体基因组全序列。结果表明:黑肩绿盲蝽线粒体基因组全长16835 bp(GenBank登录号:OK149286),包括13个蛋白质编码基因(PCGs),22个tRNA基因,2个rRNA基因和1个非编码区,呈闭合双链环状DNA分子结构。线粒体基因组中A+T含量高达76.8%,G+C含量为23.2%,呈现明显的AT偏向性;13个蛋白质编码基因均以通用密码子ATN作为起始密码子;蛋白质编码基因中呈现出明显的氨基酸偏好性,异亮氨酸含量占比最高,为10.78%;22个tRNA基因中有21个tRNA形成典型的三叶草式二级结构;系统发育树显示,盲蝽科的11个种聚为两大分支,黑肩绿盲蝽以99%的自展支持率位于其中的一个分支内。本研究结果将为黑肩绿盲蝽作为天敌昆虫来防治水稻害虫提供帮助。

伍隍猪线粒体基因组构建与进化分析

伍隍猪是四川省资阳市伍隍区历史悠久的地方猪品种。本研究首次构建出伍隍猪线粒体基因组全序列,并进一步深入揭示了其mtDNA的结构和特点。研究结果表明,伍隍猪线粒体基因组序列全长为16 730 bp,碱基含量组成为A(34.64%)、T(25.80%)、G(13.36%)、C(26.20%),总共包括13个蛋白编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop区)。22个tRNA中,除tRNASer(AGY)因缺少DHU臂外,其余tRNA均可以形成典型的三叶草结构。伍隍猪的D-loop区全长为1 294 bp,包括26个片段长度为10 bp的串联重复序列。基于ClustalW多序列比对分析发现,伍隍猪mtDNA序列和四川省6个地方猪的mtDNA序列之间的同源性达99.9%以上,其中共发现了9处主要的碱基突变位点。使用MEGA 11基于22个国内地方猪品种和国外引进品种的mtDNA序列构建系统进化树,结果发现四川省的4个地方猪品种(雅南猪、内江猪、成华猪、青峪猪)聚集成了一个枝簇,而伍隍猪分布于这一簇以外,这也在一定程度上揭示了伍隍猪mtDNA和四川本土地方猪mtDNA之间存在一定的差异。本研究结果为今后进一步开展伍隍猪种质资源的鉴定、开发、利用工作提供了重要的理论依据。

基于基因富集的鸟类线粒体基因组快速获取方法研究

动物线粒体基因常常被作为系统发育研究、环境DNA、物种鉴定的分子标记,如COX1、12S rRNA等,而不同学者使用的位点各不相同,导致参考数据库难以统一,而使用完整的线粒体基因组序列作为参考,可以很好地解决这个问题。建立本地物种的线粒体基因组数据库,对环境DNA研究尤为重要。根据鸟类线粒体基因组内10个保守位点开发了针对鸟类的线粒体基因组基因富集探针,利用该探针富集并组装、注释了17种共19只采集于上海地区的鸟类样本的线粒体基因组,在没有白腹鸫(Turdus pallidus)参考线粒体基因组的条件下组装获得了该物种的完整线粒体基因组。同时,针对白腹鸫样本“不富集,直接建库”和“先富集,后建库”两种方法的测序结果进行了对比,结果表明基因富集可以显著提高全基因组文库中线粒体DNA的占比;随后对两种方法的测序结果进行随机抽样,结果表明在约40000条序列(约0.012 G测序量)的极端情况下,富集后结果可达到约75%的覆盖度,而未富集的样本仅有约25%的覆盖度;在测序量约0.24 GB时,富集后的样本首次达到100%覆盖度。相对于传统使用引物逐段扩增获取线粒体基因组的方法,研究提出的RNA探针为获取鸟类线粒体基因组提供了更加高效、快捷的方法。

白纹象沫蝉线粒体基因组及系统发育分析

【目的】分析白纹象沫蝉(半翅目:尖胸沫蝉科)的线粒体基因组结构和沫蝉总科的系统发育关系,为更好地理解沫蝉总科的进化关系提供依据。【方法】利用高通量测序技术分析了白纹象沫蝉的线粒体基因组结构,并基于沫蝉总科已有的线粒体基因组数据采用最大似然法和贝叶斯法构建了系统发育关系。【结果】白纹象沫蝉线粒体基因组全长为15 091 bp(GenBank序列号:OQ682615),包含37个基因(13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和22个转运RNA基因)和一段非编码控制区;13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN;3个蛋白质编码基因cox2、cox3和nad4具有不完整的终止密码子T,其余10个蛋白质编码基因具有完整的终止密码子TAA或TAG;除trnS1因缺少DHU臂而无法构成稳定的三叶草结构外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构;rrnL基因的全长为1 217 bp,AT含量为80.7%;rrnS基因的全长为775 bp,AT含量为80.5%。最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育树基本一致,均显示尖胸沫蝉科为非单系群。【结论】本研究获得了象沫蝉属昆虫第一条线粒体基因组全序列;尖胸沫蝉科为非单系群。