竹紋枯葉蛾和青黃枯葉蛾線粒體基因組特征及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、竹紋枯葉蛾和青黃枯葉蛾是鱗翅目枯葉蛾科紋枯葉蛾屬和黃枯葉蛾屬昆蟲，其幼蟲取食重要經(jīng)濟(jì)植物，是重要的經(jīng)濟(jì)害蟲。目前有關(guān)兩種枯葉蛾的研究主要集中于形態(tài)學(xué)和生物學(xué)方面。本研究利用 PCR和測序技術(shù)測得兩種枯葉蛾線粒體基因組全序列，分析其基因結(jié)構(gòu)、組成、排列等特征；基于竹紋枯葉蛾、青黃枯葉蛾以及35種現(xiàn)有鱗翅目昆蟲線粒體基因組蛋白質(zhì)編碼基因的氨基酸、核苷酸序列和2個(gè)rRNA基因序列建立系統(tǒng)樹。結(jié)論如下：
　　1.竹紋枯葉蛾和青黃枯葉蛾的線

2、粒體基因組全長分別為15,368bp和15,281bp，登錄號（GenBank accession number）為KU870700和KU884483，AT含量為80.19％和80.87%。兩者都具有37個(gè)基因（13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、22個(gè)tRNA基因、2個(gè)rRNA基因）和1個(gè)AT富集區(qū)。兩種枯葉蛾的tRNA基因的前三個(gè)的排列方式典型tRNAMet-tRNAIle-tRNAGln位于AT富集區(qū)和ND2之間，剩余基因的排列則與其它昆蟲一致

3、。兩種枯葉蛾線粒體基因組分別存在18和11個(gè)基因間隔區(qū)(總長為192bp和149bp)，9和12個(gè)基因重疊區(qū)（總長為26bp和49bp）。兩種枯葉蛾的間隔區(qū)長度波動(dòng)較大，相對于重疊區(qū)，間隔區(qū)的長度較長，而最大間隔區(qū)（70bp和54bp）都是位于tRNAGln和ND2之間，且最長的重疊區(qū)也都是位于tRNALeu(UCN)和16S rRNA之間。
　　2.竹紋枯葉蛾和青黃枯葉蛾線粒體蛋白質(zhì)編碼基因除COI以CGA為起始密碼子外，其余

4、PCGs則以 ATN（ATA、ATC、ATG、ATT）為起始密碼子，而終止密碼子為TAA或者單獨(dú)T堿基。兩種枯葉蛾都有13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，總長分別11,213bp和11,211bp，AT含量為78.72%和79.40%，分別編碼3，726和3，727個(gè)氨基酸。兩種枯葉蛾的密碼子使用頻率最高的分別是UUU(F)、AUU(I)和UUA(L)，相應(yīng)的三種氨基酸（Phe、Ile和Leu）編碼數(shù)量也最多，而Cys數(shù)量是最少的。
　　3.竹

5、紋枯葉蛾和青黃枯葉蛾的線粒體 tRNA基因總長為1,468bp和1,t452bp，AT含量都在81%上下波動(dòng)，基因長度為60-70bp。除tRNASer(AGN)缺失二氫尿嘧啶臂，其它tRNA基因都形成典型的三葉草結(jié)構(gòu)。兩種枯葉蛾線粒體基因組tRNA中分別出現(xiàn)了20和16處堿基錯(cuò)配（U-G），分別出現(xiàn)在二氫尿嘧啶臂、反義密碼子臂、氨基酸接受臂和TΨC臂上。兩種枯葉蛾線粒體的16S rRNA和12S rRNA長度分別為1,390bp、77

6、6bp和1,354bp、778bp，rRNA基因總AT含量分別為84.67%和85.23%。
　　4.兩種枯葉蛾線粒體基因組AT富集區(qū)位于12S rRNA和tRNAMet之間，其長度分別為372bp和383bp，AT含量高達(dá)91.40%和91.64%。在兩種枯葉蛾的AT富集區(qū)中具有“ATAGA+Poly-T”和Poly-T，Poly-A結(jié)構(gòu)。在竹紋枯葉蛾線粒體AT富集區(qū)出現(xiàn)了兩處微衛(wèi)星結(jié)構(gòu)：(TA)6和(TA)7，而在青黃枯葉蛾線

7、粒體AT富集區(qū)中未出現(xiàn)，推測以上幾種結(jié)構(gòu)對線粒體基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用。
　　5.基于線粒體基因組13個(gè)PCGs氨基酸序列、13個(gè)PCGs、13個(gè)PCGs+2 rRNA基因的核苷酸序列建立NJ樹、MP樹、ML樹和BI樹。最為可信的BI樹中顯示的鱗翅目各總科的親緣關(guān)系為：（（（（（（（蠶蛾總科+尺蛾總科）+（枯葉蛾科+夜蛾總科））+螟蛾總科）+（鳳蝶總科+弄蝶總科））+卷蛾總科）+巢蛾總科）+蝙蝠蛾總科）。蝙蝠蛾總科昆蟲的線粒體