中國按蚊屬分類研究及兩種按蚊的線粒體基因組測序分析.pdf

1、按蚊屬蚊蟲是重要的醫(yī)學(xué)昆蟲類群之一，是瘧疾和絲蟲病的重要傳播媒介。本研究通過對本實驗室采集的按蚊屬蚊蟲的形態(tài)學(xué)鑒定，結(jié)合查閱按蚊屬的研究文獻(xiàn)，總結(jié)了我國按蚊屬的分類地位、研究現(xiàn)狀以及地理區(qū)系分析等。微小按蚊和庫態(tài)按蚊 B種是中國及東南亞地區(qū)重要的傳瘧媒介，迄今為止，蚊科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系尚不清楚，而線粒體基因組是研究進(jìn)化生物學(xué)中重要的分子標(biāo)記。本文成功擴(kuò)增了兩種按蚊完整的線粒體基因組，結(jié)合已報道的按蚊屬線粒體基因組序列，對兩種按蚊的線粒體基

2、因組進(jìn)行組裝注釋，并對兩種按蚊的基因組結(jié)構(gòu)、堿基組成、蛋白質(zhì)編碼基因、tRNA二級結(jié)構(gòu)以及控制區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。利用已知27種按蚊屬蚊蟲的蛋白質(zhì)編碼基因，使用最大似然法和貝葉斯法分別構(gòu)建了按蚊屬系統(tǒng)發(fā)育樹。研究結(jié)論如下：
　　1、對本實驗采自中國云南、安徽、重慶、吉林、陜西、山東、黑龍江、新疆、內(nèi)蒙古、西藏等11個省21個采集點(diǎn)的2590頭按蚊進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定，檢視到按蚊亞屬蚊蟲10種，塞蚊亞屬蚊蟲5種。統(tǒng)計了中國按蚊屬的地理

3、區(qū)系分布情況，西南區(qū)和華南區(qū)氣候溫和、環(huán)境適宜，分別有48種和44種按蚊在這兩個區(qū)域分布，華中區(qū)次之，有28種按蚊分布；蒙垚新區(qū)、青垚藏區(qū)、東垚北區(qū)和華垚北區(qū)地處溫帶和寒帶，寒暑變化劇烈，分布的蚊種相對較少，分別只有7種、4種、11種和7種。
　　2、微小按蚊線粒體基因組全長為15395 bp，由37個編碼基因和控制區(qū)組成。整個基因組基因間排列緊湊，沒有出現(xiàn)重排的基因，僅存在一些短的基因間隔和基因重疊。在堿基組成方面，整個微小按蚊

4、線粒體基因組呈現(xiàn)明顯的AT偏向性，從AT偏斜值和GC偏斜值也可看出微小按蚊線粒體基因組偏好使用A堿基和 C堿基。蛋白質(zhì)編碼基因偏好使用密碼子 UUA與氨基酸 Leu，除了COI基因使用TCG，ND5基因使用GTG作起始密碼子，其它基因的起始密碼子都遵循ATN規(guī)則；終止密碼子使用方面，COI，COII，COIII和ND4基因使用不完整的T作為終止密碼子，其余9個基因均使用完整的TAA作為終止密碼子。微小按蚊線粒體基因組中的22個 tRNA

5、大小在64-72 bp之間，在二級結(jié)構(gòu)折疊過程中，共發(fā)現(xiàn)G-U錯配19處?？刂茀^(qū)長度為537 bp，A+T含量高達(dá)93.1％，是整個線粒體基因組中 A+T含量最高的部分，在控制區(qū)中共找到2種特殊的保守結(jié)構(gòu)，分別是T-stretch和(TA)n結(jié)構(gòu)。
　　3、庫態(tài)按蚊B種線粒體基因組結(jié)構(gòu)與微小按蚊相似，全長為15330 bp，整個基因組基因間排列緊湊，僅存在一些短的基因間隔和基因重疊。在堿基組成方面，整個庫態(tài)按蚊B種線粒體基因組呈現(xiàn)

6、明顯的AT偏向性，從AT偏斜值和GC偏斜值也可看出庫態(tài)按蚊B種線粒體基因組偏好使用A堿基和C堿基。蛋白質(zhì)編碼基因偏好使用密碼子UUA與氨基酸Leu，除了COI基因使用TCG，ND5基因使用GTG作起始密碼子，其它基因的起始密碼子都遵循ATN規(guī)則；終止密碼子使用方面，COI，COII，COIII和ND4基因使用不完整的T作為終止密碼子，其余9個基因均使用完整的TAA作為終止密碼子。庫態(tài)按蚊B種線粒體基因組中的22個tRNA大小在64-72

7、 bp之間，在二級結(jié)構(gòu)折疊過程中，共發(fā)現(xiàn)G-U錯配16處。庫態(tài)按蚊B種的控制區(qū)長度為498 bp，A+T含量高達(dá)92.6%，是整個線粒體基因組中A+T含量最高的部分，在控制區(qū)中共找到2種特殊的保守結(jié)構(gòu)，分別是 T-stretch和(AATATTTATATATT)n結(jié)構(gòu)。
　　4、分別用最大似垚然法和貝葉垚斯法，以尖音庫蚊為外群，利用微小按蚊、庫態(tài)按蚊B種以及已報道的25個蚊種的13個蛋白質(zhì)編碼基因的串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)建按蚊屬系統(tǒng)發(fā)育樹

8、。結(jié)果表明，除了按蚊亞屬的兩個蚊種外，其他蚊種用 ML法和BI法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹產(chǎn)生了一致的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。系統(tǒng)發(fā)育樹基本分為兩大支，按蚊亞屬和塞蚊亞屬聚為一支，徠蚊亞屬和柯特蚊亞屬聚為一支，按蚊亞屬、徠蚊亞屬和柯特蚊亞屬均為單系群，徠蚊亞屬和柯特蚊亞屬是姐妹群；在亞屬以下階元，刻垚點(diǎn)按垚蚊種團(tuán)、白垚跗按垚蚊種團(tuán)、催垚命按垚蚊種團(tuán)以及Leucosphyrus Group都被認(rèn)為是單系群。本文研究的兩個蚊種，微小按蚊和庫態(tài)按蚊 B種，它們隸屬于