作者:刘静 边迅
亮点:
1.详细介绍了直翅目全线粒体基因组测序的开展历史,对现有的线粒体基因组拼接策略进行了总结;对直翅目线粒体基因组大小、基因重排、碱基组成、蛋白编码基因密码子使用情况和RNA基因二级结构等特征进行了分析;
2.随着新测序技术的快速开展,越来越多的直翅目完整线粒体基因组序列相继被测定,并与系统发育分析结合,为构建更准确的直翅目系统发育关系奠定了基础。
摘要:
直翅目是不完全变态昆虫中数量最多的一个类群,全世界已知28000种以上。随着分子生物学技术的开展,线粒体基因组因进化速率快、普遍为母系遗传、极少发生重组等特点而被广泛应用于直翅目各个阶元的系统发育和进化研究中。现在,已有 223 条直翅目线粒体基因组序列被测定并上传至 NCBI 数据库,其中包括143条蝗亚目线粒体基因组序列和80条螽亚目序列。直翅目昆虫的线粒体基因组大小为16 kb左右,包括37个编码基因和一段控制区,是共价闭合的双链DNA结构,碱基组成有明显的AT偏向性。结合线粒体基因组数据探讨系统发育,有利于解决直翅目系统发生关系和进化方面的问题,但同时也存在研究类群不全面、数据信息发掘不到位等方面的不足。
主要结果:
(1)直翅目线粒体基因组现在主要采用高通量测序,组装策略主要分为有参考序列组装方法和从头组装方法;
(2)现阶段直翅目各分类阶元已取得线粒体基因序列的物种数目极不均衡,不能满足各阶元的系统发育及进化关系的研究,急需对更多直翅目种类的线粒体基因组序列进行测定,为直翅目线粒体基因组序列信息进行补充;
(3)对于线粒体基因组中蛋白编码基因、控制区和一些基因间隔区的二级结构研究较少,未来应尽可能挖掘更多的线粒体基因组结构信息,并结合核基因组等多种分子数据联合分析,以便加速直翅目系统学的开展。
关键词:
直翅目; 线粒体基因组; 分子系统学; 系统发育; 分子进化
部分图表:
图1 近 20 年提交至 GenBank 的直翅目线粒体基因组数量
表 1 直翅目各总科线粒体基因组 A+T 含量
总科 | A+T含量/% | |
平均值 | 标准差 | |
蚤蝼总科 Tridactyloidea | 68.24 | 1.77 |
蜢总科 Eumastacoidea | 71.99 | 0.22 |
癞蝗总科 Pamphagoidea | 72.28 | 0.37 |
牛蝗总科 Pneumoroidea | 73.4 | 2.06 |
锥头蝗总科 Pyrgomorphoidea | 73.88 | 0.55 |
蚱总科 Tetrigoidea | 74.37 | 1.37 |
蝗总科 Acridoidea | 74.9 | 1.2 |
原螽总科 Hagloidea | 69.41 | 2.19 |
螽斯总科 Tettigonioidea | 70.91 | 2.02 |
蝼蛄总科 Gryllotalpoidea | 71.18 | 0.74 |
沙螽总科 Stenopelmatoidea | 72.67* | 0* |
蟋蟀总科 Grylloidea | 70.29 | 2.12 |
驼螽总科 Rhaphidophoroidea | 74.21 | 0.83 |
裂跗螽总科 Schizodactyloidea | 75.04* | 0* |
作者简介:
刘静,科研生命学院2019级生物学专业硕士研究生,主要研究课题为基于线粒体基因组的螽亚目昆虫系统演化分析。先后参与国家自然科研基金项目《中国吟螽属修订(直翅目:螽斯科:蛩螽亚科)》和广西自然科研基金项目《广西蟋螽亚科(直翅目:沙螽总科)昆虫多样性研究》。现在已在Zootaxa(动物分类学)和广西师范大学学报(自然科研版)上共发表论文7篇。
通讯作者:
边迅,博士,硕士生导师。科研生命学院专任教师,主要从事螽斯、蟋螽、驼螽和蝗螽的分类及演化。主持国家自然科研基金1项、广西自然科研基金1项,参与其他各类项目8项,发表论文50多篇,其中SCI论文40多篇,科普论文2篇,参编著作2部,拥有专利及软件著作权各1项。
论文引用格式:
刘静,边迅.直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用[J].广西师范大学学报(自然科研版),2021,39(1):17-28.
LIU J,BIAN X.Characteristics of the Orthoptera mitogenome and its application[J].Journal of Guangxi Normal University ( Natural Science Edition) ,2021,39(1):17-28.
全文获取:
(DOI: 10.16088/j.issn.1001-6600.2020092403)