三帶喙庫蚊和淡色庫蚊線粒體基因組及其他兩種庫蚊比較分析.pdf

1、庫蚊屬作為蚊科的第一大屬，分布廣泛，是重要的蟲媒傳播載體，包括傳播流行性乙型腦炎、淋巴絲蟲病等。蟲媒傳染病的控制主要依賴于對傳染媒介的控制，線粒體基因組以其基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、編碼成分保守、母系遺傳、進(jìn)化速度快、無重復(fù)以及高拷貝等特點(diǎn)，被廣泛用于分子進(jìn)化模式、系統(tǒng)分類學(xué)、系統(tǒng)發(fā)生學(xué)和種群遺傳學(xué)等研究，同時(shí)研究物種之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系對于蚊蟲控制具有指導(dǎo)意義。三帶喙庫蚊和淡色庫蚊分別是乙型腦炎病毒和班氏絲蟲病的重要傳播媒介，研究三帶喙庫蚊和淡色庫

2、蚊線粒體基因組豐富了庫蚊屬線粒體基因組的理論數(shù)據(jù)，也為這兩種蚊蟲的控制研究奠定了基礎(chǔ)。將得到的兩個(gè)線粒體基因組與目前已知的庫蚊屬中其它兩個(gè)物種的線粒體基因組進(jìn)行比較分析為庫蚊屬物種的基礎(chǔ)生物學(xué)研究及應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　本研究以線粒體DNA為模板，采用常規(guī)PCR技術(shù)及基因克隆，對三帶喙庫蚊和淡色庫蚊的線粒體基因組進(jìn)行了測序、拼接及注釋分析。與其他已知庫蚊屬物種的線粒體基因組進(jìn)行比較分析，并利用線粒體基因組的13個(gè)蛋白編碼基因進(jìn)行

3、系統(tǒng)發(fā)育分析。研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.三帶喙庫蚊線粒體基因組
　　三帶喙庫蚊的線粒體基因組是環(huán)狀雙鏈DNA分子，長為14844 bp，包含37個(gè)編碼基因即2個(gè)rRNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因和22個(gè)tRNA基因，該線粒體基因組的調(diào)控區(qū)序列在本次測序中未獲得。三帶喙庫蚊的全線粒體基因組、蛋白編碼基因、tRNA基因和rRNA基因的AT含量分別為77.6％、76.5%、78.8%和81.8%，均表現(xiàn)出明顯的AT含量偏向性。

4、蛋白編碼基因中：除了COI的起始密碼子是TCG，其余的蛋白編碼基因的起始密碼子均為ATN；除了COI和COII以T作為終止密碼子，其余均為完整的TAA形式。該線粒體基因組中的22個(gè)tRNA大小范圍在65-72 bp，除了trnS(AGN)缺少雙氫尿嘧啶（DHU）臂外，其余的均可以形成典型三葉草式的二級結(jié)構(gòu)，在這些二級結(jié)構(gòu)中總共存在30處堿基錯(cuò)配。本文是蚊科中第一個(gè)對12S rRNA和16S rRNA基因進(jìn)行了二級結(jié)構(gòu)預(yù)測，且這兩種rRN

5、A二級結(jié)構(gòu)中同樣存在G-U配對。
　　2.淡色庫蚊線粒體基因組
　　淡色庫蚊線粒體基因組全長15617 bp，包含37個(gè)基因及1個(gè)控制區(qū)，其結(jié)構(gòu)及基因排序與三帶喙庫蚊一致。淡色庫蚊的全線粒體基因組、蛋白編碼基因、tRNA基因、rRNA基因和控制區(qū)AT含量分別為77.6%、76.6%、78.9%、82.5%和88.8%，表現(xiàn)出明顯的AT含量偏向性。淡色庫蚊線粒體基因組的蛋白編碼基因的起始密碼子和終止密碼子與三帶喙庫蚊一致，除了

6、COII的起始密碼子在三帶喙庫蚊中為ATG，而在淡色庫蚊中為ATA。淡色庫蚊線粒體基因組中的22個(gè)tRNA大小范圍在64-72 bp，除了trnS(AGN)缺少雙氫尿嘧啶臂外，其余的均可以形成典型三葉草式的二級結(jié)構(gòu)。預(yù)測得到的tRNA和rRNA二級結(jié)構(gòu)中均含有非標(biāo)準(zhǔn)配對。淡色庫蚊線粒體基因組的控制區(qū)長度為747 bp，其AT含量在整個(gè)線粒體基因組中最高，同時(shí)對調(diào)控區(qū)中特殊結(jié)構(gòu)的預(yù)測表明含有4個(gè)串聯(lián)重復(fù)結(jié)構(gòu)。
　　3.庫蚊屬線粒體基

7、因組序列的比較分析
　　目前為止報(bào)道的庫蚊屬線粒體基因組中致倦庫蚊的一條序列的調(diào)控區(qū)已測得（其線粒體基因組全長為15587 bp；調(diào)控區(qū)長704 bp），尖音庫蚊和另一致倦庫蚊的線粒體基因組的調(diào)控區(qū)均不完整（線粒體基因組的長度均為14856 bp）。將本文測得的三帶喙庫蚊和淡色庫蚊線粒體基因組與庫蚊屬其他物種線粒體基因組進(jìn)行對比，表明它們的線粒體基因組的基因組成和排序完全一致，均含有37個(gè)基因和1個(gè)控制區(qū)。整體上和各個(gè)組份的堿基均

8、具有明顯的AT偏好。已知庫蚊屬的控制區(qū)包括淡色庫蚊747 bp，88.8%；尖音庫蚊742 bp，88.8%；致倦庫蚊704 bp，88.5%。對以上調(diào)控區(qū)的特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測表明均含有4個(gè)串聯(lián)重復(fù)結(jié)構(gòu)，且在這些結(jié)構(gòu)中均具有較高的保守性。
　　4.庫蚊屬線粒體基因組的系統(tǒng)發(fā)育
　　基于線粒體基因組的13個(gè)蛋白編碼基因的核苷酸序列使用ML法，以岡比亞按蚊為外群，對三帶喙庫蚊、淡色庫蚊、尖音庫蚊和致倦庫蚊進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果表明