蝎蝽次目线粒体基因组22个tRNA基因的比较研究(半翅目:异翅亚目)

[目的]本研究旨在对蝎蝽次目11科线粒体基因组中22个tRNA基因的序列特征、遗传距离、同源基因相同核苷酸百分比和二级结构进行比较研究,同时基于22个tRNA序列构建蝎蝽次目的系统发育树。[方法]通过GenBank获得蝎蝽次目所有12个代表种的tRNA序列,在MEGA 6.0中计算tRNA基因序列特征和遗传距离,同源基因相同核苷酸百分比在BioEdit 7.1中进行,tRNA二级结构在RNA structure 5.8中构建。在RAxML 8.2.8和Mrbayes 3.2.5中构建系统发育树。[结果]结果显示蝎蝽次目11科核苷酸碱基组成(A+T)%平均含量为76.41%,碱基A和T的含量均高于G和C,其中多数种呈现A高于T,所有种呈现G高于C。蝎蝽次目11科间的遗传距离在0.13～0.26之间。核苷酸保守性较高的tRNA-L2、tRNA-T和tRNA-M基因均位于线粒体基因组的J链,核苷酸保守性较低的tRNA-V和tRNA-F基因均位于线粒体基因组的N链。蝎蝽次目11科内tRNA二级结构中氨基酸接受茎表现为较高的保守性,而环中除了反密码子环相对保守外,其余环都有不同程度的碱基变异。系统发育结果显示固蝽总科、仰泳蝽总科和划蝽总科均为单系,其中固蝽总科和仰泳蝽总科为姐妹群关系,其余总科的单系性没有得到很好的解析,可能与tRNA基因序列能够提供的有效系统发育信号较少有关。[结论]本研究补充了tRNA在蝎蝽次目研究中的不足,揭示了tRNA基因及其二级结构在比较线粒体基因组学研究中的重要性。

蝎蝽次目线粒体蛋白质编码基因的比较研究

[目的]本研究旨在对蝎蝽次目11科线粒体基因组中13个蛋白质编码基因(PCG)的密码子使用情况、A+T含量、氨基酸序列和核苷酸序列信息位点以及核苷酸进化速率进行比较研究,同时基于13个PCG序列构建蝎蝽次目系统发育树。[方法]通过GenBank获得蝎蝽次目所有14个代表种的PCG序列,统计蝎蝽次目起始密码子和终止密码子的使用频率。在BioEdit 7.1中计算核苷酸串联序列第一位、第二位、第三位和一二三位密码子A+T含量。在MEGA 6.0中计算核苷酸串联序列和氨基酸串联序列的保守位点、信息简约位点和自裔位点。用软件DnaSP 6.0计算蛋白质编码基因每个位点的非同义替代率(Ka)和同义替代率(Ks),由此分析每个基因的核苷酸进化速率Ka/Ks。在RAxML 8.2.8和MrBayes 3.2.5中分别基于最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。[结果]蝎蝽次目昆虫起始密码子使用中,ATN的使用频率明显高于GTG和TTG。蝎蝽次目使用的4种终止密码子中,TAA和T的使用频率最高。蝎蝽次目每一位密码子的碱基组成含量表明第三位密码子的AT含量最高,远远高于第一位与第二位密码子。在氨基酸和核苷酸序列中,COI的保守位点数最多,ATP8和ND4L的保守位点数最少;ND5的简约信息位点数最多,其次为ND2和ND4。核苷酸进化速率的分析中,ATP8基因的进化速率最快,COI基因进化速率最慢。ML和BI的系统发育结果基本一致,分支关系如下:(划蝽总科+((蟾蝽总科+蝎蝽总科)+(潜蝽总科+(仰泳蝽总科+固蝽总科))))。[结论]本研究补充了蛋白质编码基因在蝎蝽次目比较线粒体基因组学研究中的不足,揭示了蛋白质编码基因在比较线粒体基因组学研究中的重要性。