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线粒体基因组系统发育分析支持Micracanthorhynchinidae科(棘头虫纲:Echinorhynchida目)的有效性,并揭示Micracanthorhynchina hemirhamphi和Rhadinorhynchus laterospinosus线粒体基因组中的新基因排列模式
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月04日 来源:Parasites & Vectors 3.5
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本研究通过测序和注释Micracanthorhynchina hemirhamphi和Rhadinorhynchus laterospinosus的完整线粒体基因组,解决了棘头虫纲Echinorhynchida目中Rhadinorhynchidae科的单系性和系统发育关系争议。研究发现这两个物种的线粒体基因组呈现新的基因重排模式,系统发育分析支持将Micracanthorhynchinidae恢复为有效科,并揭示了Micracanthorhynchinidae+(Rhadinorhynchidae+Cavisomatidae)的姐妹关系,为棘头虫纲的系统分类提供了重要分子证据。
在寄生虫学研究领域,棘头虫纲(Acanthocephala)作为一类重要的内寄生虫,在兽医、医学和经济领域都具有重要意义。其中,Rhadinorhynchidae科是一个多样性极高的类群,包含超过120种寄生于海洋和淡水鱼类的物种。然而,该科的单系性以及其与Echinorhynchida目中其他科的亲缘关系长期存在争议。传统分类学将Micracanthorhynchina属归入Rhadinorhynchidae科的Gorgorhynchinae亚科,但分子系统学研究对这一分类提出了质疑,建议恢复Yamaguti最初提出的Micracanthorhynchina科的有效性。
河北师范大学(Hebei Normal University)生命科学学院的研究人员针对这一分类学争议开展了深入研究。他们首次测序并注释了Micracanthorhynchina hemirhamphi和Rhadinorhynchus laterospinosus的完整线粒体基因组,分别采集自中国南海的亚洲铅笔半喙鱼(Hyporhamphus intermedius)和鲣鱼(Auxis thazard)。研究采用最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)对棘头虫纲12个蛋白质编码基因(PCGs)的氨基酸序列进行系统发育分析。
研究人员采用了多项关键技术方法:通过Illumina NovaSeq 6000平台进行全基因组测序,获得每个样本50GB的clean data;使用MAFFT v7.313进行序列比对;采用ModelFinder选择最佳替代模型;运用IQ-TREE v2.1.2进行最大似然分析;使用MrBayes v3.2进行贝叶斯推断分析。
研究结果部分,在"Characterization of the complete mitogenomes"中发现M. hemirhamphi的线粒体基因组长达17,272 bp,是目前报道的最大的棘头虫线粒体基因组;而R. laterospinosus的线粒体基因组仅13,567 bp,是Echinorhynchida目中最小的。两者都包含36个基因(12个PCGs、22个tRNA基因和2个rRNA基因)和两个非编码区,但都表现出独特的tRNA基因重排模式,代表了棘头虫纲中两种新的基因排列类型。
在"Phylogenetic analyses"部分,基于12个PCGs氨基酸序列的系统发育分析将棘头虫纲分为三个主要分支。重要的是,Micracanthorhynchina hemirhamphi和M. dakusuiensis聚为一支,支持Micracanthorhynchinidae科的有效性;而Rhadinorhynchus laterospinosus与Cavisomatidae的Cavisoma magnum形成姐妹关系,支持Micracanthorhynchinidae+(Rhadinorhynchidae+Cavisomatidae)的系统发育关系。
这项发表在《Parasites 》的研究具有重要的分类学意义。首先,它提供了Rhadinorhynchidae科sensu stricto(狭义)的首个线粒体基因组数据,解决了该科单系性的争议。其次,研究支持恢复Micracanthorhynchinidae科的有效性,为棘头虫纲的系统分类提供了关键分子证据。第三,发现的两种新型线粒体基因排列模式丰富了我们对棘头虫线粒体基因组进化的认识。这些发现不仅对寄生虫分类学有重要贡献,也为研究宿主-寄生虫协同进化提供了新的分子标记。
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