蚜蟲代表物種的線粒體基因組研究.pdf

1、動物線粒體基因組因具有遺傳結(jié)構(gòu)簡單、母系遺傳、進(jìn)化速率較快、無遺傳重組、無重復(fù)DNA和內(nèi)含子復(fù)雜因素等特點，近年來被廣泛用于分子系統(tǒng)學(xué)的研究。線粒體基因組雖然較小，但是作為完整的細(xì)胞器基因組，同樣包含了豐富的信息，核苷酸序列、基因含量、基因的排列順序，均可以提供系統(tǒng)發(fā)育信息。目前已公布的半翅目Hemiptera昆蟲的線粒體基因組中，胸喙亞目Sternorrhyncha存在明顯的蛋白質(zhì)編碼基因和tRNA基因的重排，盾喙亞目Clypeorr

2、hyncha和異翅亞目Reduviidae的線粒體基因組重排速率較低，多數(shù)與節(jié)肢動物假想祖先的排列方式相同，僅在個別物種中觀察到了tRNA位置的變化。對于蚜蟲類已公布的3種蚜蟲線粒體基因組序列，基因的排列順序與節(jié)肢動物假想祖先的排列方式一致，基因含量基本不變，其中豌豆蚜含有3個tRNA-M基因。
　　通過比較蚜蟲與半翅目其他昆蟲的線粒體基因組序列，為將其應(yīng)用于蚜蟲的系統(tǒng)發(fā)育研究積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為此本研究通過Long PCR和引物步移

3、法，對大豆蚜Aphis glycinesmatsumura、蘋果綿蚜Eriosoma lanigerum(Hausmann)、落葉松球蚜Adelges laricis(Vall)3種蚜蟲的線粒體基因組進(jìn)行了測序，其中大豆蚜得到約90％的序列，蘋果綿蚜38％的序列，落葉松球蚜約36％的序列，并與半翅目其他昆蟲線粒體基因組序列進(jìn)行了比較分析，得到如下結(jié)論:
　　1.3種蚜蟲包含的基因均為后生動物線粒體基因組中常見的基因，其中大豆蚜的線

4、粒體基因為閉合環(huán)狀雙鏈分子，含有13個蛋白質(zhì)編碼基因（部分ND5），2個rRNA基因(部分12SrRNA)，15個tRNA基因。
　　2.大豆蚜線粒體基因排列與節(jié)肢動物假想祖先的排列方式相同，而蘋果綿蚜和落葉松球蚜有蛋白質(zhì)編碼基因的重排，蘋果綿蚜可能發(fā)生了COⅢ-G-ND3-A的原位或異位倒置，落葉松球蚜發(fā)生了ATP8-ATP6、ND3-A-R的原位或異位倒置。比較分析半翅目昆蟲線粒體基因組序列發(fā)現(xiàn)，胸喙亞目存在明顯的基因重排，蚜

5、蟲類的蘋果綿蚜和粉虱科昆蟲存在COⅢ-G-ND3-A的倒置;而飛虱科中存在tRNA-T-tRNA-P-ND6片段的原位倒置，tRNA-W-tRNA-C位置的互換，但是編碼方向沒有發(fā)生變化。
　　3.大豆蚜的ND4/ND4L存在7bp的基因重疊，序列為TTAACAT，這與在多數(shù)昆蟲中觀察到的有所不同（ATGNTAA），而atp8/atp6卻存在37bp的基因間隔;落葉松球蚜的atp8/atp6為17bp的基因重疊。
　　4.大

6、豆蚜的tRNA基因，除tRNA-W外，都能折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)，部分tRNA二級結(jié)構(gòu)中含有G=U、A=A、U=C、U=U、C=A等非經(jīng)典配對，還存在小的突環(huán)、極短的臂結(jié)構(gòu)，如tRNA-L、tRNA-D、tRNA-I的二級結(jié)構(gòu)中存在小突環(huán)，tRNA-W中存在TψC臂中“莖”的結(jié)構(gòu)缺失;蘋果綿蚜的tRNA-S(GGA)的二級結(jié)構(gòu)中存在DHU臂中“莖”的結(jié)構(gòu)缺失。半翅目中普遍存在tRNA-S(AGN、GCU)二級結(jié)構(gòu)中DHU臂中“莖”的結(jié)構(gòu)

7、缺失的現(xiàn)象。
　　5.在大豆蚜線粒體基因組序列中觀察到了亮氨酸的兩組同功受體，反密碼子分別為UAA、UAG;蘋果綿蚜觀察到了絲氨酸的兩組同功受體，反密碼子為UGA、GGA。
　　6.大豆蚜線粒體基因組中蛋白質(zhì)編碼基因都使用ATN為起始密碼子，COⅠ、ND4、CYTB、ND2使用不完整終止密碼子T，其他的都使用TAA為終止密碼子。
　　7.大豆蚜線粒體基因組中，使用頻率最高的氨基酸是Leu，使用頻率最高的密碼子為AAA。