靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体基因组及基于线粒体基因的凤蝶总科系统发育关系

【目的】对靛灰蝶Caerulea coeligena和彩斑尾蚬蝶Dodona maculosa线粒体全基因组进行测序和分析,并基于已知线粒体基因组数据探析凤蝶总科(Papilionoidea)的系统发育关系。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台测定靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体全基因组序列,对其进行拼装和注释,并对其tRNA基因二级结构进行预测;基于NCBI数据库中已报道的凤蝶总科6科48种蝴蝶线粒体基因组13个蛋白编码基因(protein-coding genes,PCGs)核苷酸序列,对凤蝶总科50个种的13个PCGs的选择压力进行分析;利用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)分析这50个种及其所属科和亚科的系统发育关系。【结果】靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体全基因组长分别是15164和15486 bp(GenBank登录号分别为MZ489120和MZ489121),其基因组大小、结构和组成、基因排列、核苷酸组成、密码子使用和tRNA结构预测等均与已知近缘种蝴蝶相似;凤蝶总科线粒体基因组进化经历了高水平的纯化选择,13个PCGs非同义替换率和同义替换率比值(K a/K s)明显小于1。凤蝶总科重建的系统发育关系为:(凤蝶科(Papilionidae)+弄蝶科(Hesperiidae)+粉蝶科(Pieridae)+(蛱蝶科(Nymphalidae)+(灰蝶科(Lycaenidae)+蚬蝶科(Riodinidae))))。【结论】基于凤蝶总科已报道的48种和本研究新测序两种线粒体基因组重建的系统发育树表明蚬蝶科与灰蝶科为单系且互为姐妹群关系,且与蛱蝶科具有更近的亲缘关系,凤蝶科可能是凤蝶总科中最早进化的类群。本研究为进一步研究蝴蝶的系统进化和完善其分类系统提供了新的分子数据支撑。