赭翅臀花金龟线粒体全基因组测序及分析

【目的】测定和分析赭翅臀花金龟Campsiura mirabilis线粒体全基因组,并基于线粒体基因组序列探讨金龟科(Scarabaeidae)的系统发育关系。【方法】采用Illumina Hiseq X Ten测序平台,首次测定了赭翅臀花金龟的线粒体全基因组序列,并对其基因结构特点和碱基组成进行分析。结合GenBank中已公布的金龟科54个种的线粒体基因组序列,对该科共55个种线粒体蛋白质编码基因(protein-coding genes,PCGs)的选择压力进行了分析;并基于PCGs和rRNA基因序列,选取锹甲科(Lucanidae)的美国深山锹Lucanus mazama作为外群分别使用最大似然法(maximum likelihood method,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)构建金龟科的系统发育树。【结果】赭翅臀花金龟的线粒体基因组(GenBank登录号:MT548771)全长16123 bp,包括13个PCGs、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一个D-loop区(控制区),没有发现基因重排现象;22个tRNA基因中除trnS1缺失DHU臂,其余均可形成典型的三叶草式二级结构。赭翅臀花金龟线粒体基因组的碱基组成具有AT偏好性,全基因组的AT-skew大于0,GC-skew小于0。金龟科线粒体基因组的PCGs的K_(a)/K_(s)值都低于1,表明这13个PCGs都经历了纯化选择。基于线粒体基因组13个PCGs和2个rRNA基因序列的金龟科的系统发育关系为((蜉金龟亚科(Aphodiinae)+金龟亚科(Scarabaeinae))+(鳃金龟亚科(Melolonthinae)+(花金龟亚科(Cetoniinae)+(丽金龟亚科(Rutelinae)+犀金龟亚科(Dynastinae)))))。【结论】本研究测定和分析了赭翅臀花金龟的线粒体基因组,并分析了金龟科的系统发育关系,结果显示金龟亚科、花金龟亚科、丽金龟亚科、犀金龟亚科和鳃金龟亚科均为单系群。