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为填补孟加拉国对虎虾(Penaeus monodon)分子遗传研究的空白,来自孟加拉国的研究人员开展了虎虾线粒体基因组的研究。他们测得其线粒体基因组全长 15,979 碱基对,GC 含量 29.04% 。该成果为遗传和进化研究提供了重要数据。
虎虾(
Penaeus monodon)在孟加拉国当地被称为 Bagda 虾,是一种具有经济价值的咸淡水虾类,属于对虾科。它每年为孟加拉国带来约 4.0725 亿美元的收入,在 2021 - 2022 年占全球虾类出口的 1.76%。然而,由病毒和细菌病原体引发的疾病爆发严重影响其产量,给养殖户和经济带来挑战。了解虎虾的遗传变异和种群结构,对生物多样性保护和可持续水产养殖至关重要,但孟加拉国在这方面的分子遗传研究有限。
研究人员从博拉河(22°40′44.66″N,90°36′22.92″E)采集了一只虎虾样本,并立即保存在 - 26°C 环境下直至提取 DNA。他们从尾扇组织(0.1g)中分离线粒体,采用改良的 Wieckowski 协议。先将尾扇组织用预冷的研钵和杵研磨成匀浆,再在 4°C 下进行差速离心,得到线粒体沉淀。接着通过蛋白酶 K 消化、酚 - 氯仿纯化和乙醇沉淀法提取 DNA。利用 0.8% 琼脂糖凝胶电泳和 Colibri - Model LB 915 微量分光光度计(德国 Berthold Technologies GmbH & Co. KG 公司)评估提取 DNA 的质量,测量其纯度和浓度,并通过 COI 基因特异性 PCR 确认线粒体 DNA(mt - DNA)的存在。
研究人员使用 Illumina DNA Prep 试剂盒制备二代测序(NGS)文库,在 Illumina NextSeq 550 平台上进行测序,产生长度为 151bp 的双端 reads。总共生成了 107,508 条原始 reads,对应 23.9 Mbp 的测序数据,平均覆盖深度为 45×。使用 FastQC v0.12.1 检查原始数据质量,用 Trimmomatic v0.39 进行质量过滤(Q <20),再通过 SPAdes v3.15.5 进行从头组装,得到一个长度为 15,979bp 的线粒体基因组重叠群。
基因注释使用 MITOS v1.1.7,并依据无脊椎动物线粒体密码子表(transl_table = 5)。研究人员通过 NCBI BLAST 与已有的虎虾线粒体基因组参考序列(NC_002184.1、MN057663.1)进行比对,手动修正基因边界。组装得到的基因组与之前确定的环状线粒体基因组的一致性分别为 92.97% 和 93.13%。
虎虾线粒体基因组包含一个 D - loop 控制区、2 个核糖体 RNA(rRNA)基因(12S 和 16S)、22 个转运 RNA(tRNA)基因和 13 个蛋白质编码基因。其中,23 个基因在重链上编码,14 个在轻链上编码。重链的核苷酸组成包括 5,661 个 A(35.43%)、5,677 个 T(35.53%)、2,663 个 C(16.67%)和 1,978 个 G(12.38%)。ATP6、ATP8、COI - III、CYTB、ND2、ND3 和 ND6 基因由重链编码,而轻链编码 ND1、ND4、ND4L 和 ND5。利用 OGDRAW 软件绘制基因组图谱,展示了转录方向、基因位置和 GC 含量。
这项研究首次测定了孟加拉国虎虾的线粒体基因组全序列,为这种经济重要物种的遗传和进化研究提供了宝贵的数据。