关于印度尼西亚苏门答腊岛上的Tinfoil Barb Barbonymus schwanefeldii的mitogenomic研究：结构特征、选择压力、遗传多样性与系统发育位置

《Journal of Molecular Evolution》：Mitogenomic Insights into the Tinfoil Barb Barbonymus schwanefeldii from Sumatra, Indonesia: Structural Features, Selective Pressure, Genetic Diversity, and Phylogenetic Placement

　　

摘要

在这项研究之前，尽管金箔鰕虎鱼（Barbonymus schwanefeldii）具有重要的生态和经济价值，但其线粒基因组特征、遗传多样性及系统发育关系仍大部分未被探索。因此，本研究旨在首次对其原产地——印度尼西亚苏门答腊岛的线粒基因组特征进行深入研究。所获得的线粒基因组长度为16,578个碱基对（bp），包含37个基因以及一个控制区（CR）。该基因组表现出57.03%的A+T偏向性，所有蛋白质编码基因（PCGs）都以ATG密码子起始，COI基因（GTG）除外。密码子的使用以精氨酸、亮氨酸和丝氨酸为主，而甲硫氨酸和色氨酸较为罕见。在所有Barbonymus物种中，非同义替换与同义替换的比例显示出了强烈的净化选择作用。这一现象还得到了基于密码子的其他研究方法的支持，这些方法表明13个PCGs主要受到强烈的进化限制，且仅有少数基因中的部分位点存在正选择现象。B. schwanefeldii的大多数转运RNA基因保持了典型的三叶草结构，但tRNA-Ser1缺乏二氢尿苷茎结构。通过对Barbonymus不同分类群中CR区域保守序列块的比较分析，发现其长度和核苷酸组成存在差异，其中串联重复序列仅在B. gonionotus中发现。对B. schwanefeldii线粒基因组的全面评估显示，该物种内部存在显著的遗传多样性（0%–3.932%），且在东南亚岛屿和大陆种群间存在明显的单倍型差异。这种群体遗传结构很可能反映了更新世时期通过马六甲海峡或北巽他地区的古代水系建立的连通性，以及冰期后海平面上升导致的后续隔离。系统发育分析结果强烈证实了B. schwanefeldii与Barbonymus altus属于“Poropuntiinae”亚科中的姐妹物种关系。综上所述，这些发现揭示了这种东南亚特有鲤科鱼类的系统地理分布模式和进化历史，该鱼类位于巽他陆地的生物多样性热点区域。