匙指虾科线粒体基因组结构与系统进化分析

为深入研究匙指虾科Atyidae物种鉴定、分类及遗传进化等相关内容,利用DnaSP 6、PhyML 3.1、MEGA 5.0、MrBayes 3.2.6及BEAST 2.6.3软件对NCBI数据库中24个匙指虾科物种线粒体全基因组序列进行了分析。结果表明:匙指虾科物种线粒体基因组长度为15318~16430 bp,AT含量为62.20%~70.19%;24个匙指虾科物种线粒体基因组基因的组成和排列模式保持一致;线粒体基因组差异位点分析显示,nd5和nd4基因变异位点比例较高且变异位点数最多;基于13个蛋白质编码基因(protein-coding genes,PCGs)的核苷酸序列系统进化分析显示,除Paratyinae亚科为单系群外,Typhlatyinae和Caridellinae亚科均为非单系群,三者亲缘关系较近且聚为一大支,与单独成为一个类群的Atyinae成姊妹关系;根据分子钟估算结果推测,Paratyinae、Typhlatyinae和Caridellinae亚科物种最近的共同祖先可能出现在石炭纪中期到二叠纪时段,Atyinae亚科物种最近的共同祖先可能出现在二叠纪早期到侏罗纪时段,随后进一步分化为具有现代特征的匙指虾科种类。研究表明,nd5和nd4基因可作为匙指虾理想的分子标记进行物种遗传分析,Typhlatyinae和Caridellinae的单系性仍存在争议,地理板块运动对匙指虾科物种分化具有重要影响。

对虾科物种线粒体基因组特征和系统发育分析

综合分析对虾科(Penaeidae)21个物种线粒体基因组的全序列,发现其线粒体基因组的长度为15 893~16 071 bp, A+T含量为64.59%~70.61%。K_(a)/K_(s)分析表明,对虾科物种线粒体13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)中,atp8基因的K_(a)/K_(s)最高,表明在对虾科中atp8基因受到了较弱的选择压力;在差异位点的分析中,发现nd5和rrnL基因的差异位点比例较高,是理想的分子标记,可用于分析对虾不同群体之间的遗传多样性;在密码子的使用中,被编码的氨基酸均体现相似的偏好性。同时,采用ML(Maximum likelihood)和BI(Bayesian inference)方法构建系统发育树,结果显示,这两种方法构建的系统发育树拓扑结构完全一致,且同属物种也都归为一类或者单独归为一支。本研究为快速鉴定对虾科生物提供了可靠的分子标记,为分析对虾科物种遗传多样性提供理论依据。