天昊客戶新文：利用線粒體基因組測(cè)序研究弄蝶科進(jìn)化

發(fā)稿時(shí)間：2020-03-03來源：天昊生物

 

西北農(nóng)林大學(xué)植保資源與病蟲害治理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室近期發(fā)表了利用線粒體基因組來探討弄蝶科(鱗翅目)進(jìn)化的研究文章。在這項(xiàng)研究中天昊生物有幸承擔(dān)了線粒體基因組的檢測(cè)和部分生信分析工作。在恭喜客戶發(fā)表文章同時(shí)，我們也來簡單了解一下本篇文章。

題目：The mitochondrial genomes of three skippers: Insights into the evolution of the family Hesperiidae (Lepidoptera) 三種弄蝶的線粒體基因組：對(duì)弄蝶科(鱗翅目)進(jìn)化的見解

發(fā)表期刊：Genomics  

發(fā)表時(shí)間：2020-1  

影響因子：3.16

 

本研究介紹

為了進(jìn)一步了解線粒體基因組結(jié)構(gòu)的進(jìn)化，研究者對(duì)Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia三種弄蝶的線粒體基因組進(jìn)行了測(cè)序，并利用29個(gè)弄蝶科樣本線粒體基因組序列進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育重建。Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia三種弄蝶的線粒體基因組的大小分別為15，430、15，430和15，546 bp。全部包含13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、2個(gè)rRNA基因、22個(gè)tRNA基因和一個(gè)富含A + T的區(qū)域。核苷酸組成具有A + T偏向性，并且大多數(shù)蛋白質(zhì)編碼基因表現(xiàn)出負(fù)的AT偏斜，這反映在核苷酸組成、密碼子和氨基酸使用上。富含A + T的區(qū)域由非重復(fù)序列組成，包括基序ATAGA，隨后是poly-T延伸，一個(gè)微衛(wèi)星樣元件位于ATTTA基序旁邊，一個(gè)poly-A位于tRNAs附近。盡管大多數(shù)基因是在強(qiáng)純化選擇下進(jìn)化的，但整個(gè)nad基因家族(尤其是nad6)表現(xiàn)出某種程度的寬松純化選擇，而atp8是個(gè)例外。幾個(gè)不同的方法研究結(jié)果一致地表明，nad6、atp8和nad4是該家族中相對(duì)快速進(jìn)化的基因，這可能在將來的系統(tǒng)發(fā)育、群體遺傳學(xué)和物種鑒定研究中有所應(yīng)用。對(duì)于弄蝶科的系統(tǒng)發(fā)育分析，我們檢測(cè)了幾個(gè)數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)包含所有37個(gè)基因的數(shù)據(jù)集得到了最高的節(jié)點(diǎn)支持，表明包含RNAs改善了系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)。結(jié)果表明，Euschemoninae、Heteropterinae和Coeliadinae是單系的，具有很強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)支持的，而Pyrginae和Eudaminae是側(cè)系的。最后，研究者確認(rèn)了A. jama和I. lamprospilus的近緣關(guān)系。

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材料和方法

從野外捕獲完整的標(biāo)本后，立即保存在100%乙醇中。通過形態(tài)學(xué)及利用BOLD數(shù)據(jù)庫中cox1條形碼確認(rèn)標(biāo)本后，使用試劑盒從胸肌中提取總DNA用于后期測(cè)序?qū)嶒?yàn)。線粒體基因組測(cè)序?qū)嶒?yàn)由上海天昊生物完成，通過利用二代Illumina HiSeq2000 高通量測(cè)序平臺(tái)， 獲得高質(zhì)量測(cè)序數(shù)據(jù)并成功獲得完整基因組序列，隨后完成基因組序列注釋、核苷酸多樣性及密碼子分析、系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建和進(jìn)化速率分析等內(nèi)容。

 

部分研究結(jié)果速覽

 

圖1、Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia線粒體基因組圖譜。

圖2、Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia線粒體基因組中相對(duì)同義密碼子使用(RSCU)統(tǒng)計(jì)。

表3、Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia線粒體基因組的核苷酸組成和偏好性統(tǒng)計(jì)表

 

 

圖3、Astictopterus jama、Isoteinon lamprospilus和Notocrypta curvifascia線粒體基因組的tRNAs二級(jí)立體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（部分）。

 

圖5、八種鞘翅目物種的遺傳距離和蛋白質(zhì)編碼基因的非同義替換率(dN)與同義替換率(dS)之比。

 

圖6、由最大似然和貝葉斯法生成的系統(tǒng)進(jìn)化樹。

鏈接：

葉綠體基因組研究連登Int J Mol Sci雜志（IF = 4.183）

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