《Ecology and Evolution》：Comparative Mitogenome Analyses Uncover Mitogenome Features and Phylogenetic Implications of the Rabbitfishes (Perciformes: Siganidae)
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线粒体对珊瑚礁鱼类的能量代谢至关重要，线粒体基因组（mitogenome）是系统发育分析与物种鉴定的重要遗传资源。为探究刺尾鱼科的谱系变异与系统发育关系，研究人员获取了四种刺尾鱼属（Siganus argenteus、S. corallinus、S. punc
线粒体对珊瑚礁鱼类的能量代谢至关重要，线粒体基因组（mitogenome）是系统发育分析与物种鉴定的重要遗传资源。为探究刺尾鱼科的谱系变异与系统发育关系，研究人员获取了四种刺尾鱼属（Siganus argenteus、S. corallinus、S. punctatus、S. spinus）的首个完整线粒体基因组序列，并与该科已发表的10个线粒体基因组进行比较分析。结果表明，刺尾鱼科线粒体基因组在基因内容、排列及碱基组成上高度保守。基于13个蛋白编码基因（protein-coding genes, PCGs）的系统发育分析将刺尾鱼科划分为三大支系，分别对应不同的生态习性与形态学特征。线粒体基因组的控制区（control region）表现出最大的种间变异。转运RNA（tRNA）与轻链复制起点（Origin of Light-Strand Replication, OL）的结构变异与基于PCGs推断的线粒体系统发育大体一致。选择压力分析表明净化选择主导所有PCGs，各基因选择约束程度不同；其中nad5具有最多的净化选择位点，atp8最少，提示二者可作为刺尾鱼物种鉴定的潜在标记。本研究所有数据与发现为未来刺尾鱼研究提供宝贵资源，并为进化探索与珊瑚礁生物多样性保护奠定基础。
研究背景方面，刺尾鱼科（Siganidae）为鲈形目（Perciformes）单属科，仅含刺尾鱼属（Siganus）29个现生种，广泛分布于印度-太平洋热带水域，是珊瑚礁与海草生态系统关键食藻鱼类，对维持礁体功能稳定具有重要意义。以往系统发育研究多依赖cytb、16S rRNA、COI等单一线粒体片段或少量核基因，完整线粒体基因组采样不足，制约了对该科基因组保守性、谱系变异及线粒体系统发育格局的全面评估。为此，研究人员新测四种西沙海域刺尾鱼属物种完整线粒体基因组，并联用已发表10种共14个线粒体基因组开展比较分析，论文发表于《Ecology and Evolution》。
关键技术方法上，样本为2020至2021年采自中国西沙群岛水域的四种刺尾鱼属鱼类肌肉组织；研究人员通过Illumina NovaSeq 6000平台进行150 bp双端测序，使用MitoZ与GetOrganelle组装环状线粒体基因组，以MITOS与MitoAnnotator注释13个PCGs、22个tRNAs、2个rRNAs及控制区；利用MAFFT比对13个PCGs、IQ-TREE做最大似然（ML）与MrBayes做贝叶斯推断（BI）系统树（以两种鹦嘴鱼为外群）；以ClustalW对齐氨基酸序列，PAL2NAL转密码子比对，HyPhy的SLAC与FEL法估算dN/dS（ω）选择压力。
研究结果部分，3.1节一般特征显示14个刺尾鱼线粒体基因组长度16495至16510 bp，均含典型脊椎动物线粒体基因集，无重排，nad6为唯一L链编码PCG，种间差异集中体现在控制区长度与组成。3.2节碱基组成与密码子使用表明全基因组A+T含量53.11%至55.01%，PCGs平均A+T 53.47%，nad6因L链编码呈现反向AT/GC偏倚，相对同义密码子使用（RSCU）在种间高度保守。3.3节tRNA与rRNA中指出trnS1-GCT（丝氨酸）普遍缺失D臂不能形成三叶草结构，部分tRNA因错配形成凸环（bulge loop），其分布与PCG系统树吻合；rrnS、trnV、rrnL排列同典型脊椎动物。3.4节重叠区、控制区与OL发现atp8-atp6（10 bp）、nad4l-nad4（7 bp）、nad5-nad6（4 bp）重叠；控制区含5个保守序列块（CSB-I至CSB-V），OL位于WANCY簇，多数种茎部8个G-C对，S. canaliculatus与S. fuscescens为7对。3.5节系统发育分析基于13 PCGs的ML与BI树一致支持三分支：Clade I含S. vulpinus、S. unimaculatus、S. punctatus、S. puellus、S. virgatus、S. corallinus、S. guttatus；Clade II仅S. argenteus；Clade III含S. canaliculatus、S. fuscescens、S. sutor、S. rivulatus、S. luridus、S. spinus，其中S. canaliculatus-S. fuscescens与S. sutor-S. rivulatus分别为高支持姐妹对。3.6节选择压力分析显示SLAC无显著正选位点，FEL识别2065个显著净化位点（ω<1），nad5净化位点数最多、atp8最少，nad1净化比例最高、nad6最低。
讨论部分指出，trnS1-GCT缺失D臂及部分tRNA凸环、OL茎部G-C对数差异等结构变异与PCG系统发育协变，可作科级比较特征；三分支划分与前人基于形态、生态、分布的刺尾鱼谱系划分定性一致；PCGs总体受净化选择主导，无显著正选，nad1高约束与其复合体I膜内功能相符，nad5与atp8因约束差异可作物种鉴定候选位点。
结论部分翻译如下：本研究将新生成四种刺尾鱼线粒体基因组与10个已发表刺尾鱼科基因组整合，评估了该科基因组组织、序列组成、结构变异与线粒体系统发育格局。特征分析揭示刺尾鱼线粒体基因组在组织与碱基组成上高度保守；控制区种间变异最大，tRNA与OL结构具明显种间差异且与PCG推断系统关系广泛一致；基于13 PCGs的系统发育一致将采样刺尾鱼属分为三大支系，S. argenteus形成独立单种支系，该拓扑与前人报道主要谱系广泛一致；选择压力结果支持PCGs以净化选择为主、基因间约束强度有别，SLAC无显著正选位点；nad5与atp8可作为未来刺尾鱼物种鉴定的潜在线粒体位点。本研究丰富了刺尾鱼线粒体资源，为后续系统发育、线粒体进化与物种鉴定比较研究提供参考。
