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为理解异翅亚目昆虫的线粒体基因组结构和序列进化提供重要线索和数据,也为用线粒体基因组序列大规模地研究异翅亚目高级阶元之间的系统发育关系奠定基础,在本项工作中,测定、注释和分析了异翅亚目中三个次目四个代表种类的线粒体基因组全序列,四个种分别是黾蝽次目Gerromorpha中的黾蝽Gerris sp.,臭蝽次目Cimicomorpha中的杂毛合挚盲蝽Orthotylus flavosparsus,以及蝽次目Pentatomomorpha中的小光匙同蝽Elasmucha minor和紫蓝丽盾蝽Chrysocoris stolii。本项工作填补了黾蝽次目线粒体基因组全序列测序及分析的空白。
通过测定,得到黾蝽线粒体基因组全序列15380bp、杂毛合挚盲蝽91%的序列13989bp、小光匙同蝽90%的序列13245bp、紫蓝丽盾蝽89%的序列13766 bp。
黾蝽线粒体基因组中37个基因排序与异翅亚目锥猎蝽Triatoma dimidiate相同。基因排列紧密,共重叠33个碱基。黾蝽线粒体基因组全序列A+T含量为75.7%,而控制区的A+T含量为66.2%,低于全基因组水平;蛋白编码基因碱基含量呈AT偏向;注释共得到13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及非编码区,非编区中最长的是控制区,781bp,较大的两个非编码区是tRNA-Tyr/CO1间37bp,tRNA-Ser/ND1间15bp。非编码区共计844bp。
杂毛合挚盲蝽注释得到33个基因,小光匙同蝽得到30个基因,紫蓝丽盾蝽得到29个基因。这些基因的排序也和锥猎蝽相应部分具有相同的排列顺序。
在对这四种昆虫线粒体基因组两条编码链碱基组成的统计显示:J链第三位密码子A、C含量高于N链A、C含量;N链T、G含量高于J链T、G含量,提示:这可能是由于复制、转录过程的不对称性导致两条编码链积累了不同的突变。
以黾蝽、杂毛合垫盲蝽、锥猎蝽、草盲蝽Lygus lineolaris、稻绿蝽Nezaraviridula线粒体基因组的全部13个蛋白编码基因及部分tRNA序列为对象,检测了核苷酸替代速率,表明不同的蛋白编码基因由于不同的选择压而造成了核苷酸替代的差异;由于在线粒体基因组翻译过程中的重要作用,使tRNA核苷酸替代速率处在较低的水平。
黾蝽为捕食性水生类群,锥猎蝽属陆生捕食性类群,杂毛合垫盲蝽、草盲蝽、稻绿蝽、小光匙同蝽、紫蓝丽盾蝽均属陆生植食性类群,这六种昆虫在相对核苷酸替代速率上并没有明显的差别。