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構及其序列特征，包括基因排列順序、堿基組成、控制區(qū)及非編碼區(qū)、13種蛋白質編碼基因、2種rRNA基因和22種tRNA基因序列及二級結構特征、基因的密碼子使用及氨基酸組成等。并在此基礎上比較了直翅類線粒體基因組的進化特征以及他們之間的系統(tǒng)發(fā)育關系。結果表明： 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)肢動物一致的37個基因(2個rRNA基因、22個tRNA基因、13個蛋白質編碼基因)和1個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，蛋白質編碼基因和2個rRNA基因都有較高的同源性，其線粒粒體結構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個編碼蛋白質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個編碼蛋白質基因都使用了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個編碼蛋白質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這兩個蛋白質基因；而以ATA為起始的只有ND1基因。對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tRNA基因的反密碼子與多數(shù)節(jié)肢動物一樣，二級結構也很保守，除了tRNA<'Ser(AGN)>缺失D-臂外都可折疊成典型的三葉草結構，反密碼子環(huán)和氨基酸

5、接受臂相對保守，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長度的重復單元，重復4次；同時發(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個編碼蛋白基因的氨基酸序列的聯(lián)合數(shù)據(jù)集構建了7種直翅類昆蟲的系統(tǒng)樹，采用NJ、MP和ML分析方法建樹，所得拓撲結構類似，結果與形態(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