直翅目昆蟲的線粒體譜系基因組學(xué)研究.pdf

1、直翅目屬于節(jié)肢動物門、六足總綱、昆蟲綱，是一類較常見的昆蟲，包括蝗蟲、蟋蟀、螽蟖、螻蛄等昆蟲，已知有20000種以上，廣泛分布于世界各地，以熱帶地區(qū)種類較多。目前針對直翅目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系尚未形成統(tǒng)一的系統(tǒng)。 本研究采用了基于長PCR的二次PCR策略，采用PCR直接測序和克隆測序相結(jié)合的方法，對螽蟖總科的兩種昆蟲中華螽蟖和長瓣草螽的線粒體基因組部分序列進(jìn)行測定和組裝，并進(jìn)行了注釋。通過聯(lián)合GenBank收錄的9種已測昆蟲的線粒體基

2、因組數(shù)據(jù)和本實驗室2種已測的直翅目昆蟲中華稻蝗和優(yōu)雅蟈螽，采用譜系基因組學(xué)研究方法，對直翅目昆蟲系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了研究。主要結(jié)論如下： 1、所測得的兩種直翅目昆蟲的線粒體基因組長度分別為中華螽蟖14974bp，長瓣草螽14591bp。中華螽蟖的所測線粒體部分包括13種蛋白質(zhì)基因、21種tRNA基因(未測出tRNA<'Ile>)、2種rRNA基因。長瓣草螽的所測線粒體部分包括13種蛋白質(zhì)基因、19種tRNA基因(未測出tRNA<'

3、Ile>、tRNAM<'Met>、tRNA<'Gln>)、2種rRNA基因。兩種螽蜥的控制區(qū)都未能成功擴增。 2、所測兩種螽蜥的線粒體基因在基因順序上與東方螻蛄一致，即tRNA<'Lys(K)>和tRNA<'Asp(D)>基因排序為KD，而與飛蝗不同。中華螽蟖線粒體基因在16對基因之間存在總長度達(dá)88bp的重疊，基因間的間隔區(qū)長達(dá)296bp。長瓣草螽在15對基因之間存在總長度達(dá)128bp的重疊，tRNA<'Gly>幾乎全部位于C

4、OⅢ基因內(nèi)部，基因間有38bp的序列間隔區(qū)。 3、中華螽蟖和長瓣草螽線粒體基因組的蛋白編碼基因、rRNA基因和tRNA基因均存在很強的堿基A+T含量偏向性，最高的兩個基因為tRNA<'Glu>和tRNA<'Asp>。蛋白質(zhì)基因序列的A+T含量在密碼子的1、2、3位及整體水平都具有明顯的A+T堿基偏向性，這與線粒體基因組具有高A+T偏向性的特征是一致的；蛋白質(zhì)編碼基因的A+T含量在第3位密碼子處都是最高的，這線粒體具有GC→AT突

5、變壓，以及密碼子第3位點存在的高變異率規(guī)律是十分相符的。 4、中華螽蜥和長瓣草螽的13種蛋白質(zhì)基因都使用ATN作為起始密碼子，除ND5基因以單獨的T作為終止密碼子外，其余的蛋白質(zhì)編碼基因都以完整的三聯(lián)密碼子TAA或TAG作為終止密碼子。蛋白質(zhì)基因的氨基酸組成中Leu、Ser、Ile、Phe的含量很高。 5、除tRNA<'Ser(AGN)>缺失了D-臂外，其余的tRNA基因二級結(jié)構(gòu)都可以折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)，反密碼子和多

6、數(shù)六足動物一致，多為GNN或UNN。反密碼子環(huán)和氨基酸接受臂非常保守，其它臂環(huán)的變異較大。在tRNA二級結(jié)構(gòu)的4個臂上均存在不同程度的堿基錯配，錯配類型多為G-U配對。2個rRNA基因較保守。 6、對13種昆蟲線粒體的蛋白質(zhì)編碼基因(PCG)數(shù)據(jù)集、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)集、tRNA數(shù)據(jù)集，應(yīng)用譜系基因組學(xué)方法進(jìn)行直翅目昆蟲系統(tǒng)發(fā)育研究表明，蝗亞目具有單系性，本研究所選用的數(shù)據(jù)對直翅目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系缺乏足夠解析力，在排除長枝吸引的影響后，只