双带翎鲷(Biotodoma cupido)首个线粒体全基因组测序揭示新大陆慈鲷科鱼类的系统发育关系

这篇研究首次报道了慈鲷科双带翎鲷(Biotodoma cupido)的完整线粒体基因组（16,621 bp），揭示了其37个基因（13个PCGs、22个tRNAs、2个rRNAs和D-loop区）的结构特征与A+T偏向性（54.1%）。通过44种慈鲷的线粒体基因组数据构建ML和BI系统发育树，证实Geophaginae、Cichlasomatinae和Cichlinae为单系群，而Astronotinae为多系群，并提出种间杂交是高基因组相似性的主因。该研究为慈鲷科进化关系提供了分子证据。

　　

1 引言

双带翎鲷(Biotodoma cupido)是亚马逊流域特有的观赏性慈鲷，其形态特征被认为保留了慈鲷科祖先性状。尽管慈鲷科分类争议不断，但此前该属物种的完整线粒体基因组数据仍属空白。线粒体DNA（mtDNA）因其母系遗传、高突变率等特性，已成为鱼类系统发育研究的核心工具，但部分线粒体标记（如Cyt_b、COI）的局限性促使全基因组分析成为必然。

2 材料与方法

研究采用中国南京人工繁育样本，通过Illumina HiSeq平台测序（覆盖深度>20×），使用NOVOPlasty组装获得16,621 bp环状线粒体基因组。注释显示其含13个蛋白编码基因（PCGs），其中仅cox1以GTG起始，其余为ATG；终止密码子包括TAA、TAG及不完整的T/TA。tRNAscan-SE鉴定出22个tRNA，rrnL（1,719 bp）和rrnS（952 bp）通过保守位置定位。

3 结果

3.1 基因组结构

基因组呈现典型脊椎动物线粒体结构，9个基因（nad6+8tRNAs）位于轻链。A+T含量（54.1%）高于G+C，AT-skew（0.017）和GC-skew（-0.35）显示碱基偏好性。

3.2 密码子使用

Leu1（15.74%）和Cys（0.73%）分别为最高/最低频率氨基酸，CUC（RSCU=1.92）是最常用密码子。

3.3 系统发育分析

基于13个PCGs构建的ML和BI树显示：

• •

  Geophaginae分为两支：一支含Biotodoma、Geophagus等（支持率96%/1.00），另一支为Apistogramma+Taeniacara（100%/1.00）

• •

  Astronotinae中Astronotus与Cichlinae聚群，而Chaetobranchopsis与Geophaginae聚类，证实其多系性

• •

  Amphilophus等属内种间相似性>99.9%，提示杂交而非分类错误

4 讨论

双带翎鲷线粒体特征与其他慈鲷物种一致，但C. regani（KR233977）和H. severus（MT363636）数据异常被排除后，单系性结论更可靠。Astronotinae的多系性可能与形态-遗传解耦有关，而种间高频杂交（如Symphysodon属）是基因组相似性主因，符合慈鲷科"杂交为常态"的进化模式。

5 结论

该研究填补了Biotodoma属线粒体基因组空白，为慈鲷科分类修订和杂交研究提供了分子框架，强调未来需整合多组学数据解析复杂进化历史。