中華雛蝗和日本鳴蝗全線粒體基因組的測序及分析.pdf

1、本研究采用LA-PCR和Sub-PCR擴(kuò)增線粒體基因組后，通過PCR產(chǎn)物直接測序和克隆菌斑的測序策略，獲得并分析了中華雛蝗和日本鳴蝗線粒體基因組的組織結(jié)構(gòu)及其序列特征，包括基因排列順序、堿基組成、控制區(qū)及非編碼區(qū)、13種蛋白質(zhì)編碼基因、2種rRNA基因和22種tRNA基因序列及二級(jí)結(jié)構(gòu)特征、基因的密碼子使用及氨基酸組成等。并在此基礎(chǔ)上比較了直翅類線粒體基因組的進(jìn)化特征以及他們之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。結(jié)果表明： 1．中華雛蝗和日本鳴蝗

2、線粒體基因組均為雙鏈環(huán)狀分子，基因組序列總長分別為15 5996p和15 979bp，包含了與其他節(jié)肢動(dòng)物一致的37個(gè)基因(2個(gè)rRNA基因、22個(gè)tRNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因)和1個(gè)A+T富集區(qū)。與已經(jīng)測出線粒體基因組的直翅目其他2種(非洲飛蝗和東方螻蛄)相比，基因組長度相近，蛋白質(zhì)編碼基因和2個(gè)rRNA基因都有較高的同源性，其線粒粒體結(jié)構(gòu)和基因排列順序與直翅目非洲飛蝗相同，都發(fā)生D、K倒置現(xiàn)象(2個(gè)tRNA之間的換位)，而與同

3、一目的東方螻蛄不同。 2．中華雛蝗的13個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因最常用的起始密碼子是ATG(ND2、COⅡ、COⅢ、ATP6、ND4L、ND6、Cyt b)，其次是ATC(CO Ⅰ、ND3、ND4)和ATT (ATP8、ND5)。ND1基因比較特殊，它的起始密碼子為ATA。13個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因都使用了ATN作為起始密碼子。除ND1以TAG作為終止密碼子和ND5的終止密碼子為不完全的T外，其余11個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因的終止密碼子都是為完整的T

4、AA。日本鳴蝗以ATG密碼子為起始的是ND2、COⅡ、COⅢ、．ATP6、、ND4、ND4L、ND6以及cyt b；以ATC密碼子為起始的只有CO Ⅰ和ATP8這兩個(gè)蛋白質(zhì)基因；而以ATA為起始的只有ND1基因。對(duì)于終止密碼子與中華雛蝗相同。 3．中華雛蝗和日本鳴蝗基因組中22個(gè)tRNA基因的反密碼子與多數(shù)節(jié)肢動(dòng)物一樣，二級(jí)結(jié)構(gòu)也很保守，除了tRNA<'Ser(AGN)>缺失D-臂外都可折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)，反密碼子環(huán)和氨基酸

5、接受臂相對(duì)保守，其他環(huán)的變異較大。 4．與其他昆蟲有顯著不同的一點(diǎn)是，日本鳴蝗的線粒體基因組中除 A+T富集區(qū)非編碼區(qū)域以外，在tRNA<'Ala>與 tRNA<'Arg>基因間存在360bp長度的間隔序列和在ND5和tRNA<'His>基因之間70bp的間隔序列，如此長度的間隔序列在其他直翅類昆蟲中尚未發(fā)現(xiàn)。360bp的間隔序列含有89bp長度的重復(fù)單元，重復(fù)4次；同時(shí)發(fā)現(xiàn)此序列可編碼長30aa的氨基酸肽段?？赡艽嬖谀承┥锕?/p>

6、能，如復(fù)制起始、編碼部分不知名基因以及作為調(diào)控元件等用途。 5．用線粒體基因組13個(gè)編碼蛋白基因的氨基酸序列的聯(lián)合數(shù)據(jù)集構(gòu)建了7種直翅類昆蟲的系統(tǒng)樹，采用NJ、MP和ML分析方法建樹，所得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似，結(jié)果與形態(tài)分類系統(tǒng)一致，(中華雛蝗+日本鳴蝗)與非洲飛蝗為姐妹群，并與東方螻蛄構(gòu)成一單系群。 本研究的中華雛蝗和日本鳴蝗分別隸屬于節(jié)肢動(dòng)物直翅目網(wǎng)翅蝗科和劍角蝗科，目前直翅目2僅種線粒體基因組去全序列測出，中華雛蝗和日本鳴