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黑蝇(蚋科)具重要医学与兽医意义,但其线粒体基因组(mitogenomes)研究匮乏。本研究利用新一代测序技术对 5 种黑蝇(Simulium bidentatum、S. siripoomense等)的 mitogenomes 进行测序分析,发现其序列特征及选择压力差异,为蚋科系统发育研究提供新见解。
黑蝇(蚋科 Simuliidae)是全球分布的昆虫类群,在医学和兽医学领域具有重要意义,但目前关于其线粒体基因组(mitogenomes)的认知有限。本研究通过新一代测序技术,对五种黑蝇物种 —— 双齿蚋(
Simulium bidentatum)、Siripoom 蚋(
S. siripoomense)、窗蚋(
S. fenestratum)、Chamlong 蚋(
S. chamlongi)和五纹蚋(
S. quinquestriatum)的 mitogenomes 进行了测序。研究围绕序列长度、A+T 含量、A/T 偏倚、A+T 富集区、重叠及基因间隔区、核苷酸组成、相对同义密码子使用情况以及非同义 / 同义替换率(Ka/Ks)等展开全面比较分析,并结合 GenBank 中蚋科和长角亚目(Nematocera)物种数据探讨系统发育意义。
结果显示,这些 mitogenomes 长度在 15,739 至 16,451 碱基对(bp)之间,均包含 37 个基因且未发生基因重排。其中,tRNASer(Ser1)缺乏双氢尿嘧啶臂。对 45 个 Nematocera mitogenomes 中 13 个蛋白编码基因(PCGs)的选择压力分析表明,nd2、nd5、nd4l和nd1的 Ka/Ks 比值大于 1,提示较高的非同义替换速率;而cox1的 Ka/Ks 值最低,显示出强烈的纯化选择。系统发育分析支持蚋属内各亚属的单系性,但亚属间关系与以往研究存在差异。此外研究还发现,不同样本可能导致蚊总科(Culicomorpha)高级阶元系统发育结果的差异,而毛蚊总科(Bibionomorpha)中异足蚊科(Anisopodidae)的系统发育位置仍不明确,需进一步研究。