害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨线粒体基因组测序及系统发育分析

来源 :皖南医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangkaihao_2008
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目的:测定并注释食甜螨科(Glycyphagidae)的害嗜鳞螨(Lepidoglyphus destructor)和嗜渣螨科(Chortoglyphidae)的拱殖嗜渣螨(Chortoglyphus arcuatus)线粒体基因组全序列,以期在线粒体基因组水平探讨两者在无气门亚目中的系统发育地位。方法:采用DNeasy Blood&Tissue Kit试剂盒对害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨总基因组DNA进行提取。害嗜鳞螨的线粒体全序列先根据通用引物对COX1、CYTB、rrnS及ND4-ND5基因的目的片段进行扩增,扩增产物切胶回收克隆纯化后送生工生物工程(上海)股份有限公司进行一代测序,根据测序结果,再设计特异性引物进行扩增,直至拼接成环状。拱殖嗜渣螨提取DNA后,送至生工生物工程(上海)股份有限公司进行二代测序。应用MITOS网页工具对害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨线粒体基因组进行初步注释,再根据GenBank中其他已发表的粉螨的线粒体基因组注释(NC023778,NC024637,NC026079,NC038207)进行比较,并使用Geneious手动矫正注释,使用OGDRAW绘制出线粒体基因组图谱。使用MITOS网页工具推测出tRNA基因的二级结构(参数为05-invertebrate),未预测到的t RNA采用已注释粉螨线粒体基因进行手动比对,得到22个tRNA基因。基于先前报道的长食酪螨线粒体rRNA模型来构建害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨线的rRNA模型。根据Mfold网页工具推测控制区的茎环结构,并通过Tandem Repeats Finder工具检测控制区的串联重复序列。根据GenBank已经公布的37种真螨目螨类及果螨科(Carpoglyphidae)的甜果螨(Carpoglyphus lactis)线粒体13个编码蛋白基因DNA序列,2种寄螨目蜱类作为外群,结合本研究测得的害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨的蛋白基因,共计42种物种,分别构建最大似然(Maximum Likelihood,ML)和贝叶斯(Bayesian Inference,BI)系统发育树。结果:害嗜鳞螨线粒体基因组长14 641 bp(GenBank登录号:MT248117),拱殖嗜渣螨线粒体基因组长14 865 bp(GenBank登录号:MT248116)。2种粉螨均具有13个蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因以及一个控制区。害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨的基因排列顺序与椭圆食粉螨(Aleuroglyphus ovatus)、伯氏嗜木螨(Caloglyphus berlesei)、粉尘螨(Dermatophagides farina)和罗宾根螨(Rhizoglyphus robini)一致。害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨的tRNA基因较短,分别为(54.18±2.72)bp和(53.59±4.66)bp,并且普遍不能折叠成典型的三叶草结构,害嗜鳞螨仅trnK基因能折叠成三叶草结构,拱殖嗜渣螨仅trnC和trnK基因能折叠成三叶草结构。害嗜鳞螨rrnS基因和rrnL基因分别长661 bp和1 020bp,拱殖嗜渣螨rrnS基因和rrnL基因分别长660 bp和1 019 bp,并且2种螨的rrnS基因和rrnL基因均位于J-链上,并位于trnN和trnW基因之间,rrnS基因和rrnL基因之间均有trnV基因阻隔。害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨的均有一个控制区,并且均存在两个稳定的茎环二级结构及一个串联重复单位,可视为微卫星元件。利用最大似然法和贝叶斯分析真螨目内主要分类单元的系统发育,结果表明两种方法构建的系统发育树具有一致的拓扑结构。系统发育分析表明拱殖嗜渣螨(C.arcuatus)与薄口螨属(Histiostoma)的Histiostoma blomquisti和速生薄口螨(Histiostoma feroniarum)两个物种聚为一支,表明嗜渣螨科(Chortoglyphidae)与薄口螨科(Histiostomatidae)具有较近的亲缘关系,食甜螨科(Glycyphagidae)则为一个单支。结论:本研究成功测序并注释害嗜鳞螨和拱殖嗜渣螨的线粒体基因组,也是食甜螨科(Glycyphagidae)和嗜渣螨科(Chortoglyphidae)中螨类首次被注释,是无气门亚目螨类乃至真螨目的螨类的线粒体基因组的一个补充,可为该类螨类的种类鉴定提供参考依据。通过与38种真螨目螨类线粒体基因组的系统发育分析,嗜渣螨科与薄口螨科螨类具有较近的亲缘关系,食甜螨科、果螨科和粉螨科的则呈单系性。
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