六种园蛛线粒体全基因组序列测定及其进化分析

1、六种园蛛线粒体全基因组序列测定及其进化分析园蛛隶属于节肢动物门、螯肢动物亚门、蛛形纲、蜘蛛目、新蛛下目、圆网 蛛总科、园蛛科 ,已知有 3 千多种,在我国分布广泛、生境多样 ,是农田害虫重要 的捕食性天敌之一 ,在农田害虫生物防治方面有着重要的利用价值。 因此, 对其开 展区系分类研究极为重要 , 是有效保护和利用蜘蛛种质资源必要的前提和基础。线粒体基因组具有母系遗传、 进化速率适中、 基因重组水平较低、 结构紧凑 且相对简单等特性,常用于遗传标记和系统进化研究。目前GenBank数据库中仅 收录 4 种园蛛线粒体全基因组序列 , 远远不能满足园蛛系统发育研究的需求。本研究首次测定了黄褐新园蛛

2、 Neoscona doenitzi 、嗜水新园蛛 Neoscona nautica 、茶色新园蛛 Neoscona theisi 、大腹园蛛 Araneus ventricosus 、银背 艾蛛 Cyclosa argenteoalba 和长崎鸟粪蛛 Cyrtarachne nagasakiensi 的线粒体 全基因组序列,比较其基因组结构特征。联合Gen Bank数据库中已收录的101 种蛛形纲物种线粒体全基因组序列 , 以剑尾目的美洲鲎 Limulus polyphemus 为外 来群, 利用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育进化树 , 探讨蛛形纲的系统发育 进化关系。六种园蛛线粒体全基因

3、组序列长度分别为 14,161 bp（ 黄褐新园蛛 N.doenitzi） 、14,049 bp（ 嗜水新园蛛 N.nautica） 、14,157 bp（ 茶色新园蛛 N.theisi） 、14,617 bp（ 大腹园蛛 A.ventricosus） 、14,575 bp（ 银背艾蛛 C.argenteoalba） 和 14,402 bp（ 长崎鸟粪蛛 C.nagasakiensi） 。它们在基因组成 和结构上具有诸多相似性 :（1） 包含37个结构基因和 1 个控制区,其中 22个结构 基因（9个蛋白编码基因、13个t RNA基因）和控制区编码在J链上,其余15个结 构基因编码在 N 链上

4、。基因结构紧凑,基因间的重叠区较间隔区多。总A+T含量均在70%以上(73.4%78.8%),具有明显的AT偏向性,核苷酸碱基组成具有T偏斜和G偏斜;(3) 蛋白编码基因具有4种起始密码子ATT ATA TTA和 TTG大部分具有标准的终止密码子 TAA或 TAG少数以不完全密码子TA或T为终 止密码子。密码子使用具有明显的偏向性，NNU和NNA形式密码子的使用占主导 地位。存在T C臂缺失和DHUt缺失的t RNA绝大多数t RNA中存在错配和GU 弱配现象。 (5) 基因组的基因定向和排序一致。与美洲鲎 L.polyphemus 线粒体基因组的基因定向和排序相比 ,trn L2、trn N

5、、 trn S1 、trn I 和 trn Q 发生移位 ,trn Y 和 trn C 之间发生倒置。同时 , 六种园 蛛线粒体基因组结构特征又存在一些差异性:(1)密码子CG(在黄褐新园蛛 N.doenitzi 和嗜水新园蛛 N.nautica 线粒体蛋白质编码基因中没有出现 , 而在其 余四种园蛛线粒体蛋白质编码基因中均有出现。(2) 银背艾蛛 C.argenteoalba 和长崎鸟粪蛛 C.nagasakiensi 线粒体基因组的控制区A+T含量比线粒体全基因组的总A+T含量低，而其余四种园蛛均呈现相 反结果。 (3) 大腹园蛛 A.ventricosus 线粒体基因的控制区中存在重复单元 , 其余 五种园蛛线粒体基因组的控制区内并不存在重复单元。从氨基酸和核苷酸水平分析六种园蛛的蛋白编码基因表明 COI基因最为保 守。基于13个蛋白编码基因的核苷酸序列构成的数据集 ,利用最大似然法和贝叶 斯法构建的蛛形纲内部各类群的系统发育拓扑树结构类似 ,可能由于目前蛛形纲 物种线粒体全基因组序列的信息相对有限 , 且物种分布极不均匀 (主要集中于蜱螨目), 导致了两种系统发育树中蜘蛛目物种没有形成单系 ,蜘蛛目的两