枣食芽象甲线粒体基因组全序列测定与系统发育分析 被引量：7

1

作者 张锋 洪波 +2 位作者 王远征 李英梅 陈志杰 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1305-1314,共10页

【目的】从线粒体基因组水平上探讨枣食芽象甲Scythropus yasumatsui与近缘种的系统发育关系。【方法】利用Illumina MiSeq测序平台对枣食芽象甲线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析;利用贝叶斯法和最大似然法... 【目的】从线粒体基因组水平上探讨枣食芽象甲Scythropus yasumatsui与近缘种的系统发育关系。【方法】利用Illumina MiSeq测序平台对枣食芽象甲线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析;利用贝叶斯法和最大似然法构建基于象甲科13个物种的线粒体基因组13个蛋白质编码基因核苷酸序列的系统发育树。【结果】结果表明,枣食芽象甲线粒体基因组全长为16472 bp(GenBank登录号:MF807224),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码控制区,37个基因的排列顺序与祖先昆虫的线粒体基因排列顺序一致。13个蛋白质编码基因的起始密码子为ATN,其中除了cob和nad1基因的完全终止密码子为TAG外,其余11个基因的完全终止密码子为TA(A)。22个tRNA基因中除了trnS1缺少DHU臂,反密码子由GCT变为TCT外,其余均能形成典型的三叶草结构。基于13个蛋白质编码基因序列构建的系统发育树结果显示,象甲科8个亚科系统发育关系为:(((隐喙象亚科(Cryptorhynchinae)+(象虫亚科(Curculioninae)+魔喙象亚科(Molytinae)))+长小蠹亚科(Platypodinae))+(粗喙象亚科(Entiminae)+Cyclominae亚科))+隐颏象亚科(Dryophthorinae)+小蠹亚科(Scolytinae))。【结论】在13种象甲科昆虫物种中,同属于粗喙象亚科的枣食芽象甲与南美果树象甲Naupactus xanthographus在系统发育树中聚为同一分支,表明基于线粒体基因组全序列的分子系统发育结果与传统的形态分类结果是一致的。 展开更多

关键词 鞘翅目 象甲科 枣食芽象甲 近缘种 线粒体基因组 蛋白质编码基因 系统发育

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线粒体编码基因ND6和ATP6介导锈赤扁谷盗低温耐受性形成的机制

2

作者 袁国庆 陈二虎 唐培安 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第22期4483-4494,共12页

【背景】低温可以引起变温动物的适应性反应,其中储粮重要害虫锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)对低温环境展现出极强的适应能力。线粒体编码基因对维持生物体的呼吸代谢和ATP合成至关重要,其在昆虫中具有多种功能,然而线粒体基因... 【背景】低温可以引起变温动物的适应性反应,其中储粮重要害虫锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)对低温环境展现出极强的适应能力。线粒体编码基因对维持生物体的呼吸代谢和ATP合成至关重要,其在昆虫中具有多种功能,然而线粒体基因在昆虫中的低温适应性功能知之甚少。【目的】明确线粒体编码基因在储粮害虫锈赤扁谷盗低温适应性形成过程中的作用。【方法】测定两个锈赤扁谷盗地理种群ST(石塘)和CK(长康)试虫在致死低温(-20℃)下的耐受性;利用CO_(2)检测仪和ATP含量试剂盒测定ST和CK种群锈赤扁谷盗的呼吸速率和ATP含量;通过RT-q PCR技术测定ST和CK种群锈赤扁谷盗之间13个线粒体编码基因的相对表达水平;利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术沉默锈赤扁谷盗关键线粒体编码基因ND6和ATP6,并分析ND6和ATP6被有效沉默后锈赤扁谷盗的另外12个线粒体编码基因表达水平、呼吸速率、ATP含量以及低温耐受性变化情况。【结果】锈赤扁谷盗CK种群的低温耐受性高于ST种群,而CK种群的呼吸速率和ATP含量仅为ST种群的58.68%和62.54%,并且CK种群除ND3外的12个线粒体编码基因表达水平均显著低于ST种群。ST和CK种群的低温耐受性与生理指标(呼吸速率、ATP含量和线粒体编码基因表达水平)之间存在负相关关系。通过饲喂dsRNA有效沉默关键线粒体编码基因ND6和ATP6后,锈赤扁谷盗呼吸速率和ATP含量显著降低,低温耐受性显著增强。【结论】线粒体编码基因ND6和ATP6调控能量代谢参与锈赤扁谷盗低温耐受性形成。 展开更多

关键词 锈赤扁谷盗 低温耐受性 能量代谢 线粒体编码基因 RNA干扰

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棘皮动物线粒体基因组的基因重排、分子标记及系统发生分析 被引量：3

3

作者 申欣 田美 +2 位作者 孟学平 程汉良 阎斌伦 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期137-146,共10页

棘皮动物(echinoderms)是海洋生境中所特有的无脊椎动物重要类群,本文全面比较分析了棘皮动物29个物种的线粒体全基因组。线粒体基因组主编码基因的分析结果显示,海胆纲Echinoidea和海参纲Holothuroidea物种的基因排列完全相同;海星纲As... 棘皮动物(echinoderms)是海洋生境中所特有的无脊椎动物重要类群,本文全面比较分析了棘皮动物29个物种的线粒体全基因组。线粒体基因组主编码基因的分析结果显示,海胆纲Echinoidea和海参纲Holothuroidea物种的基因排列完全相同;海星纲Asteroidea物种之间的基因排列也完全相同,然而与海胆纲、海参纲相比,存在一个长片段的倒位。海百合纲Crinoidea的栉羽星Phanogenia gracilis和花形羽枝Florometra serratissima主编码基因的基因排列完全相同,地中海海羊齿和海百合Neogymnocrinus richeri与此相比,均存在一个蛋白质编码基因(nad4L)的易位。蛇尾纲Ophiuroidea真蛇尾目Ophiurida的3个科(阳遂足科Amphiuridae、辐蛇尾科Ophiactidae和栉蛇尾科Ophiocomidae)主编码基因的基因排列完全相同,而同属于真蛇尾目,另外一个科(真蛇尾科Ophiuridae)的白色真蛇尾Ophiura albida和灰色真蛇尾Ophiura lutkeni,与同目的前3个科相比,存在3个蛋白质编码基因(nad1、nad2和cob)的倒位。蛇尾纲蔓蛇尾目Euryalida的海盘Astrospartus mediterraneus,与真蛇尾目5个线粒体基因组相比,存在主编码基因的重排。棘皮动物线粒体单基因的变异位点特征显示,nad5、nad4和nad2基因是理想的分子标记基因。基于29个线粒体基因组的氨基酸序列,通过两种方法(邻接法和最大似然法)所构建系统发生树的拓扑结构完全一致。支持其下分的5个纲(蛇尾纲、海参纲、海胆纲、海星纲和海百合纲)均为单系群。线粒体基因组的数据支持棘皮动物动物在纲层次的亲缘关系为:(((海胆纲+海星纲)+海参纲)+蛇尾纲)+海百合纲,海百合纲作为棘皮动物中最为古老的类群,位于系统发生树的根部。基于线粒体基因组构建的系统发生树,支持所有的科均为单系群;综合系统发生树及主编码基因的基因重排分析,均支持真蛇尾目并非单系发生,真蛇尾目的有效性还值得今后深入研究� 展开更多

关键词 线粒体基因组 蛋白质编码基因 基因重排 分子标记 系统发生 棘皮动物

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环境胁迫对锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因表达水平的影响 被引量：2

4

作者 陈二虎 袁国庆 +1 位作者 孙晟源 唐培安 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2023年第24期4866-4879,共14页

【背景】线粒体是生物体内一种重要细胞器,是细胞消耗氧和产生能量物质三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,在生物体抵抗逆境过程中发挥重要作用。锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)是一种世界性储粮害虫,具有极强的环境适应性。【目的】分... 【背景】线粒体是生物体内一种重要细胞器,是细胞消耗氧和产生能量物质三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,在生物体抵抗逆境过程中发挥重要作用。锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)是一种世界性储粮害虫,具有极强的环境适应性。【目的】分析锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因对不同环境胁迫的响应,探究线粒体在锈赤扁谷盗抗逆境胁迫中的应激反应。【方法】根据锈赤扁谷盗线粒体基因组数据鉴定获得线粒体编码基因,并设计相应实时荧光定量PCR(RT-qPCR)引物。通过生物测定方法得出锈赤扁谷盗对熏蒸剂(甲酸乙酯)、植物源杀虫剂(鱼藤酮)和储粮保护剂(阿维菌素)的毒力回归方程及LC30,并用该浓度对试虫进行后续药剂胁迫处理。利用RT-qPCR技术解析锈赤扁谷盗线粒体编码基因的时空(不同发育阶段和幼虫不同组织)表达模式。最后,使用CO_(2)检测仪和RT-qPCR技术研究锈赤扁谷盗在高温(35和40℃)、甲酸乙酯、鱼藤酮、阿维菌素、饥饿等逆境胁迫下呼吸速率的变化以及线粒体编码基因的表达模式。【结果】共设计12个线粒体编码基因(除nad6)的定量引物。RT-qPCR结果显示这些线粒体编码基因在3龄幼虫阶段均具有较高表达水平,且线粒体基因在3龄幼虫马氏管中特异性高表达。此外,高温胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率呈现显著上升趋势,线粒体编码基因nad2、cytb及cox2表达水平显著上升,而nad4、nad4L、cox3及atp6则呈现显著下调趋势。甲酸乙酯熏蒸胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低,12个线粒体编码基因均显著下调表达,其中nad4L和nad5的表达水平仅为对照组的3.48%和1.91%。鱼藤酮和阿维菌素胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率均显著降低,且除cox2外的线粒体编码基因表达量均显著下调。饥饿胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低,且随着胁迫时间增加,线粒体编码基因表达水平下调� 展开更多

关键词 锈赤扁谷盗 环境胁迫 呼吸速率 线粒体编码基因

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盲蝽科线粒体蛋白编码基因的比较研究 被引量：3

5

作者 赵婉清 史淦琳 +1 位作者 高诗聪 张虎芳 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期96-103,共8页

[目的]本研究旨在比较分析盲蝽科线粒体蛋白编码基因的碱基组成、密码子使用情况、基因进化速率等序列特征,并基于13个蛋白编码基因(PCGs)构建盲蝽科的系统发育关系,试图对盲蝽科进行系统全面的比较线粒体基因组学研究。[方法]通过NCBI... [目的]本研究旨在比较分析盲蝽科线粒体蛋白编码基因的碱基组成、密码子使用情况、基因进化速率等序列特征,并基于13个蛋白编码基因(PCGs)构建盲蝽科的系统发育关系,试图对盲蝽科进行系统全面的比较线粒体基因组学研究。[方法]通过NCBI中的GenBank数据库下载盲蝽科14属代表物种的线粒体基因组,利用Geneious8.0.4抽提13个蛋白编码基因序列。利用MEGA7.0统计碱基组成、起始和终止密码子使用情况、同义密码子使用频率以及序列信息位点。在DNAsp 6.0中计算蛋白编码基因的非同义替换率(Ka)、同义替换率(Ks)和Ka/Ks值,用以评估基因的进化速率。在RAxML⁃7.0.3和MrBayes3.2.2软件中,分别构建基于最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)的系统发育树。利用PartitionFinder选择2种建树方法采用的最优分区和模型。[结果]盲蝽科昆虫线粒体蛋白编码基因的A+T含量为75.5%,atp8的A+T含量最高(83.4%)。起始密码子均为典型的ATN,且ATG和ATT的使用频率较高;终止密码子TAA和T的使用频率较高,TAG较少使用。使用频率最高的同义密码子是UUA(L),且第三位点为A/T的密码子使用频率较高。所有蛋白编码基因的Ka/Ks值都小于1,受到纯化选择的作用。其中,cox1的进化速率最慢,atp8的进化速率最快。ML和BI发育树结果一致,且节点支持率均较高(PP=1.00/BP>73),网蝽科作为外群为一支,盲蝽亚科和叶盲蝽亚科互为姐妹群。在盲蝽亚科中,狭盲蝽族Stenodemini和盲蝽族Mirini互为姐妹群关系。盲蝽族内系统发育关系为:(Apolygus+Lygus)+(Adelphocoris+Creontiades)。[结论]本研究为盲蝽科昆虫的分子进化信息增添了有益的数据,同时也为后续的盲蝽科系统发生关系奠定了科学基础。 展开更多

关键词 盲蝽科 线粒体蛋白编码基因 比较基因组学 系统发育

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装饰短蚋线粒体全基因组序列测定与分析

6

作者 孙谦 杨明 温小军 《贵州医科大学学报》 CAS 2023年第8期881-887,共7页

目的测定和注释装饰短蚋(Simulium ornatum)线粒体全基因组序列,并在线粒体基因组水平上分析短蚋亚属与蚋亚属、纺蚋亚属之间的系统发育关系。方法采用长PCR扩增加引物步移法和总DNA测序法对装饰短蚋线粒体全基因组序列进行扩增测序,应... 目的测定和注释装饰短蚋(Simulium ornatum)线粒体全基因组序列,并在线粒体基因组水平上分析短蚋亚属与蚋亚属、纺蚋亚属之间的系统发育关系。方法采用长PCR扩增加引物步移法和总DNA测序法对装饰短蚋线粒体全基因组序列进行扩增测序,应用邻接法重建装饰短蚋与其近缘物种的系统发育关系。结果装饰短蚋线粒体基因组序列全长为15640 bp,包括13个蛋白质编码基因(PCGs)、2个rRNA基因、22个tRNA基因及1个控制区(CR),A、T、C、G碱基含量分别为38.1%、36.4%、14.7%、10.8%;基于13个PCGs序列构建的系统发育关系表示为{[(S.ornatum+S.variegatum)+S.maculatum]+S.aureohirtum}+S.quinquestriatum,基于DNA条码序列构建系统发育关系表示为{[(S.ornatum+S.variegatum)+S.quinquestriatum]+S.maculatum}+S.aureohirtum。结论短蚋亚属与蚋亚属杂色蚋组(variegatum group)的亲缘关系最近,利用线粒体全基因组进行系统发育分析DNA条码序列具有更高的分辨率。 展开更多

关键词 装饰短蚋 线粒体基因组 密码子 蛋白质编码基因 系统发育关系 DNA条码 控制区

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水稻线粒体基因组水平上的蛋白质编码基因克隆方法研究

7

作者 杨晓坡 刘冰 +5 位作者 唐云轩 金雨熙 石珍 杜晓丽 宋丽 申玉华 《黑龙江农业科学》 2014年第12期9-14,共6页

为探索适用于水稻线粒体基因的克隆方法,以水稻线粒体基因ccmB、nad9为例,分别选用3种不同的方法进行克隆。在对水稻线粒体基因组蛋白质编码基因进行比对分析的基础上,探讨了各种克隆方法的优劣及适用范围。结果表明:常规方法适用于Ⅰ... 为探索适用于水稻线粒体基因的克隆方法,以水稻线粒体基因ccmB、nad9为例,分别选用3种不同的方法进行克隆。在对水稻线粒体基因组蛋白质编码基因进行比对分析的基础上,探讨了各种克隆方法的优劣及适用范围。结果表明:常规方法适用于Ⅰ类水稻线粒体基因的克隆,RT-PCR法适用于Ⅱ类水稻线粒体基因的克隆,简易方法只适用于Ⅲ类水稻线粒体基因的克隆。 展开更多

关键词 水稻 线粒体DNA 蛋白质编码基因 基因克隆

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棘腹蛙线粒体局部重复序列非排序聚类

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作者 曹跃 夏云 郑渝池 《四川动物》 北大核心 2018年第3期261-267,共7页

动物线粒体基因组发生局部串联复制后,涉及区域具有多基因拷贝、假基因化、大量插入缺失的特点,难以排序和构建基因树。而不依赖排序的聚类方法理论上可用来归纳和展示这类序列的差异,但未见相关评估和运用。本研究选取棘腹蛙Quasipaa b... 动物线粒体基因组发生局部串联复制后,涉及区域具有多基因拷贝、假基因化、大量插入缺失的特点,难以排序和构建基因树。而不依赖排序的聚类方法理论上可用来归纳和展示这类序列的差异,但未见相关评估和运用。本研究选取棘腹蛙Quasipaa boulengeri 19号个体,以3类常用的基于特定长度(k)子序列集的非排序算法,依次设k值为4、6、8……20,对其轻链复制起点邻近复制区域583~695 bp的序列进行聚类。构建相同个体线粒体1 518 bp蛋白编码序列最大似然树为参照,计算和考查两者间拓扑结构距离和差异。所评估的28种算法中,半数可在主要为8的特定k值下产生和最大似然树拓扑结构相差仅2个节点(11.8%)的聚类树,部分算法在不同k值下均表现不佳,较小的k值(4)适合解析差异程度相对较高的序列间关系。这些结果例证了动物线粒体重复序列非排序聚类的可行性,其中的算法、k值理想组合可能适合类似系统。建议对其他类型的复制重排系统进行类似评估。 展开更多

关键词 棘腹蛙 线粒体DNA 非排序比对 聚类 重复序列 拓扑结构距离 蛋白编码序列 最大似然树

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林麝肺成纤维细胞线粒体全基因组结构特征及遗传变异分析 被引量：1

9

作者 唐可欣 伍茜 +9 位作者 付文龙 程建国 吴杰 周磊 王翔 赵位 任梓薇 李依濛 刘洁 罗燕 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期534-541,共8页

林麝(Moschus berezovskii)是一种具有较高经济价值和药用价值的保护野生动物。为深入研究林麝线粒体基因组的结构特征及遗传变异,基于IlluminaNovaSeq平台对林麝肺成纤维细胞FMD-C1线粒体进行全基因组测序,并进行特征注释、结构预测、... 林麝(Moschus berezovskii)是一种具有较高经济价值和药用价值的保护野生动物。为深入研究林麝线粒体基因组的结构特征及遗传变异,基于IlluminaNovaSeq平台对林麝肺成纤维细胞FMD-C1线粒体进行全基因组测序,并进行特征注释、结构预测、序列分析和系统发育重建。结果显示,FMD-C1线粒体基因组序列全长为16351bp,共有13个蛋白编码基因(protein coding gene,PCG),22个tRNA,2个rRNA和两段非编码区,具有明显的AT偏好性。将序列上传至GenBank,登录号为MW879208。与NCBI上林麝的其余序列比对,FMD-C1的4个PCGs中检测出5个单氨基酸突变和3个插入氨基酸;D-loop区检测出19个差异碱基和2个碱基缺失。系统进化分析发现与林麝亲缘关系最近的是安徽麝。研究结果可为林麝的选育和遗传多样性保护提供参考依据,也为进一步探讨林麝肺部疾病线粒体水平的致病机制奠定基础。 展开更多

关键词 林麝 线粒体基因组 蛋白编码基因 非编码区 系统进化

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蝽次目线粒体基因组特征及系统发育关系重建

10

作者 许乐 陈小艳 +4 位作者 孙辰琳 李敏 袁娟娟 杨焕焕 张丹丽 《太原师范学院学报（自然科学版）》 2023年第1期85-92,共8页

目前GenBank数据库共收录122种蝽次目昆虫全线粒体基因组序列,比较分析其13个蛋白质编码基因的密码子使用情况、核苷酸进化速率及核苷酸序列信息位点等序列特征,归纳蝽次目tRNA基因的重排现象,同时基于蛋白质编码基因用贝叶斯法和最大... 目前GenBank数据库共收录122种蝽次目昆虫全线粒体基因组序列,比较分析其13个蛋白质编码基因的密码子使用情况、核苷酸进化速率及核苷酸序列信息位点等序列特征,归纳蝽次目tRNA基因的重排现象,同时基于蛋白质编码基因用贝叶斯法和最大似然法重建蝽次目系统发育树,最终为蝽次目昆虫的分子进化信息进行了分析和补充,为蝽次目的系统发育分析奠定了良好基础.两种方法构建的系统发育树结果基本一致,分支关系如下:(扁蝽总科+(蝽总科+(缘蝽总科+(红蝽总科+长蝽总科)))). 展开更多

关键词 蝽次目 线粒体基因组 蛋白质编码基因 基因重排 系统发育

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蝎蝽次目线粒体蛋白质编码基因的比较研究

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作者 张丹丽 李敏 +3 位作者 张苗苗 田菁 李悦锐 张虎芳 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期66-72,共7页

[目的]本研究旨在对蝎蝽次目11科线粒体基因组中13个蛋白质编码基因(PCG)的密码子使用情况、A+T含量、氨基酸序列和核苷酸序列信息位点以及核苷酸进化速率进行比较研究,同时基于13个PCG序列构建蝎蝽次目系统发育树。[方法]通过GenBank... [目的]本研究旨在对蝎蝽次目11科线粒体基因组中13个蛋白质编码基因(PCG)的密码子使用情况、A+T含量、氨基酸序列和核苷酸序列信息位点以及核苷酸进化速率进行比较研究,同时基于13个PCG序列构建蝎蝽次目系统发育树。[方法]通过GenBank获得蝎蝽次目所有14个代表种的PCG序列,统计蝎蝽次目起始密码子和终止密码子的使用频率。在BioEdit 7.1中计算核苷酸串联序列第一位、第二位、第三位和一二三位密码子A+T含量。在MEGA 6.0中计算核苷酸串联序列和氨基酸串联序列的保守位点、信息简约位点和自裔位点。用软件DnaSP 6.0计算蛋白质编码基因每个位点的非同义替代率(Ka)和同义替代率(Ks),由此分析每个基因的核苷酸进化速率Ka/Ks。在RAxML 8.2.8和MrBayes 3.2.5中分别基于最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。[结果]蝎蝽次目昆虫起始密码子使用中,ATN的使用频率明显高于GTG和TTG。蝎蝽次目使用的4种终止密码子中,TAA和T的使用频率最高。蝎蝽次目每一位密码子的碱基组成含量表明第三位密码子的AT含量最高,远远高于第一位与第二位密码子。在氨基酸和核苷酸序列中,COI的保守位点数最多,ATP8和ND4L的保守位点数最少;ND5的简约信息位点数最多,其次为ND2和ND4。核苷酸进化速率的分析中,ATP8基因的进化速率最快,COI基因进化速率最慢。ML和BI的系统发育结果基本一致,分支关系如下:(划蝽总科+((蟾蝽总科+蝎蝽总科)+(潜蝽总科+(仰泳蝽总科+固蝽总科))))。[结论]本研究补充了蛋白质编码基因在蝎蝽次目比较线粒体基因组学研究中的不足,揭示了蛋白质编码基因在比较线粒体基因组学研究中的重要性。 展开更多

关键词 蝎蝽次目 线粒体基因组 蛋白质编码基因 比较研究 系统发育

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