直翅目昆蟲(chóng)的線粒體譜系基因組學(xué)研究.pdf

1、直翅目屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén)、六足總綱、昆蟲(chóng)綱，是一類(lèi)較常見(jiàn)的昆蟲(chóng)，包括蝗蟲(chóng)、蟋蟀、螽蟖、螻蛄等昆蟲(chóng)，已知有20000種以上，廣泛分布于世界各地，以熱帶地區(qū)種類(lèi)較多。目前針對(duì)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(zhǎng)PCR的二次PCR策略，采用PCR直接測(cè)序和克隆測(cè)序相結(jié)合的方法，對(duì)螽蟖總科的兩種昆蟲(chóng)中華螽蟖和長(zhǎng)瓣草螽的線粒體基因組部分序列進(jìn)行測(cè)定和組裝，并進(jìn)行了注釋。通過(guò)聯(lián)合GenBank收錄的9種已測(cè)昆蟲(chóng)的線粒體基

2、因組數(shù)據(jù)和本實(shí)驗(yàn)室2種已測(cè)的直翅目昆蟲(chóng)中華稻蝗和優(yōu)雅蟈螽，采用譜系基因組學(xué)研究方法，對(duì)直翅目昆蟲(chóng)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(cè)得的兩種直翅目昆蟲(chóng)的線粒體基因組長(zhǎng)度分別為中華螽蟖14974bp，長(zhǎng)瓣草螽14591bp。中華螽蟖的所測(cè)線粒體部分包括13種蛋白質(zhì)基因、21種tRNA基因(未測(cè)出tRNA<'Ile>)、2種rRNA基因。長(zhǎng)瓣草螽的所測(cè)線粒體部分包括13種蛋白質(zhì)基因、19種tRNA基因(未測(cè)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(kuò)增。 2、所測(cè)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?yàn)镵D，而與飛蝗不同。中華螽蟖線粒體基因在16對(duì)基因之間存在總長(zhǎng)度達(dá)88bp的重疊，基因間的間隔區(qū)長(zhǎng)達(dá)296bp。長(zhǎng)瓣草螽在15對(duì)基因之間存在總長(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng)的堿基A+T含量偏向性，最高的兩個(gè)基因?yàn)閠RNA<'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(diǎn)存在的高變異率規(guī)律是十分相符的。 4、中華螽蜥和長(zhǎng)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(dú)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(jí)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(dòng)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(jí)結(jié)構(gòu)的4個(gè)臂上均存在不同程度的堿基錯(cuò)配，錯(cuò)配類(lèi)型多為G-U配對(duì)。2個(gè)rRNA基因較保守。 6、對(duì)13種昆蟲(chóng)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(chóng)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(duì)直翅目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系缺乏足夠解析力，在排除長(zhǎng)枝吸引的影響后，只