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蚁科6属6种线粒体基因组分子系统发育分析

2020-12-10阅读(495)

蚁科6属6种线粒体基因组分子系统发育分析

论文摘要

本研究采用高通量测序方法,测定了蚁科6属6种（即粗角猛蚁属Cerapachy的西藏粗角猛蚁C.xizangensis、矛猛蚁属Myopopone的红矛猛蚁M.castanea、细长蚁属Tertaponera的飘细长蚁T.allaborans、小眼蚁属Myopias的洛巴小眼猛蚁M.luobaensis、行军蚁属Doxrylus的东方行军蚁D.orientalis、钝猛蚁属Amblyopone的细齿点猛蚁A.crenatum）的线粒体基因组全序列,并自行设计引物补齐了高通量测序缺口。对每一个种的线粒体基因组进行了注释和碱基分析,并下载NCBI上已经发表的蚁科20种的线粒体基因组序列,提取其蛋白质基因和rRNA基因,并联合本研究的6种,建立了COX1,COX2,rrnL,rrnS,COX1+COX2+rrnL+rrnS以及蛋白基因6个数据集,构建BI树和ML树进行系统发育分析,旨在探讨蚁科各种在亚科级阶元上的系统发育关系,丰富其线粒体基因数据库。本研究得到以下结果:1.测得粗角猛蚁属Cerapachy的西藏粗角猛蚁C.xizangensis、矛猛蚁属Myopopone的红矛猛蚁M.castanea、细长蚁属Tertaponera的飘细长蚁T.allaborans、小眼蚁属Myopias的洛巴小眼猛蚁M.luobaensis、行军蚁属Doxrylus东方行军蚁D.orientalis、钝猛蚁属Amblyopone-细齿点猛蚁A.crenatum的线粒体序列分别为16769bp,15890bp,15459bp,15227bp,17792bp,16016bp,其中洛巴小眼猛蚁和东方行军蚁的线粒体序列可能在CR区附近存在缺口,其余序列均已测通。2.研究发现6种蚂蚁的线粒体蛋白基因均排列一致,且ATP8-ATP6与NAD4-NAD4L这两组基因之间常有基因重叠现象。tRNA基因有较多的重排现象,如CR区到NAD2基因之间的3个基因（tRNA-Met,tRNA-Gln,tRNA-Ile）均有活跃的基因重排事件,tRNA-Ala基因在西藏粗角猛蚁和红矛猛蚁的线粒体基因组中发生了倒置,tRNA-Val基因在红矛猛蚁、飘细长蚁、细齿点猛蚁、洛巴小眼猛蚁和东方行军蚁的线粒体基因组中发生了倒置,tRNA-Trp基因在洛巴小眼猛蚁的线粒体基因组中发生了异位倒置。发现东方行军蚁的tRNA-Pro基因与NAD6基因的间隔区存在高度重复序列TATAAA,同时NAD2基因至tRNA-Gln基因出现了重复,而且序列一样,洛巴小眼猛蚁NAD1基因以TTG为起始密码子。3.除了洛巴小眼猛蚁NAD1基因外,其余的蛋白基因均以典型的ATN作为起始密码子,大部分蛋白基因以TAA为终止密码子,一部分蛋白基因以TAG为终止密码子,还有少数的蛋白基因以不完全密码TA或者是T结尾。通过统计各个物种的RSCU,发现线粒体蛋白编码基因以UUU、UUA、AUU、AUA、UAU、AAU六种密码子居多,这和线粒体基因组具有明显AT偏向性相符合。4.从tRNAscan-SE网站上下载了6种蚂蚁的大部分tRNA二级结构,发现有一些种tRNA的存在着错配现象,主要是U-U错配且都发生于氨基酸接受臂上。5.利用COX1,COX2,rrnL,rrnS,COX1+COX2+rrnL+rrnS以及蛋白基因6个数据集建立了6种蚂蚁的ML树和BI树,多基因联合建树结果支持蚁亚科与切叶蚁亚科为姐妹群关系,大多数建树结果显示西藏粗角猛蚁与东方行军蚁亲缘关系很近,这一结果支持将粗角猛蚁亚科归为行军蚁亚科。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 文献综述
  •   1.1 蚁科分类现状
  •   1.2 线粒体基因组学
  •     1.2.1 线粒体的起源
  •     1.2.2 昆虫线粒体基因组组成
  •     1.2.3 线粒体基因重排
  •     1.2.4 线粒体基因组分子标记
  •     1.2.5 线粒体RNA二级结构
  •     1.2.6 线粒体基因组碱基组成特点
  •   1.3 蚁科线粒体基因组学研究进展
  • 第2章 材料和方法
  •   2.1 研究路线
  •   2.2 标本采集
  •   2.3 主要仪器、试剂和分析软件
  •   2.4 实验方法与序列处理
  •     2.4.1 DNA提取
  •     2.4.2 引物设计思路
  •     2.4.3 扩增目的片段
  •     2.4.4 序列比对补齐缺口
  •   2.5 全序列获取及调零
  • 第3章 6种蚂蚁的线粒体基因组结构和序列分析
  •   3.1 全序列与碱基分析
  •   3.2 西藏粗角猛蚁
  •     3.2.1 基因结构
  •     3.2.2 基因重排
  •     3.2.3 基因注释
  •     3.2.4 蛋白质基因
  •     3.2.5 tRNA基因
  •     3.2.6 rRNA和控制区
  •   3.3 红矛猛蚁
  •     3.3.1 基因结构
  •     3.3.2 基因重排
  •     3.3.3 基因注释
  •     3.3.4 蛋白质基因
  •     3.3.5 tRNA基因
  •     3.3.6 rRNA和控制区
  •   3.4 飘细长蚁
  •     3.4.1 基因结构
  •     3.4.2 基因重排
  •     3.4.3 基因注释
  •     3.4.4 蛋白质基因
  •     3.4.5 tRNA基因
  •     3.4.6 rRNA和控制区
  •   3.5 洛巴小眼猛蚁
  •     3.5.1 基因结构
  •     3.5.2 基因重排
  •     3.5.3 基因注释
  •     3.5.4 蛋白质基因
  •     3.5.5 tRNA基因
  •     3.5.6 rRNA和控制区
  •   3.6 东方行军蚁
  •     3.6.1 基因结构
  •     3.6.2 基因重排
  •     3.6.3 基因注释
  •     3.6.4 蛋白质基因
  •     3.6.5 tRNA基因
  •     3.6.6 rRNA和控制区
  •   3.7 细齿点猛蚁
  •     3.7.1 基因结构
  •     3.7.2 基因重排
  •     3.7.3 基因注释
  •     3.7.4 蛋白质基因
  •     3.7.5 tRNA基因
  •     3.7.6 rRNA和控制区
  • 第4章 蚁科线粒体基因组的系统发育分析
  •   4.1 序列准备与系统发育信号分析
  •     4.1.1 参考序列与外群的选择
  •     4.1.2 系统发育信号分析
  •   4.2 系统发育结果分析
  •     4.2.1 单基因建树结果分析
  •     4.2.2 多基因建树结果分析
  •   4.3 蚂蚁类群亚科阶元的分子系统发育研究
  • 第5章 总结与讨论
  •   5.1 线粒体基因组结构及序列特征
  •     5.1.1 线粒体基因组成
  •     5.1.2 基因重排信息
  •     5.1.3 线粒体碱基特点
  •     5.1.4 蛋白编码基因密码子的使用
  •     5.1.5 RNA基因与控制区
  •   5.2 线粒体基因组系统发育关系研究
  •   5.3 问题
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士学位期间发表论文情况
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 钟烨

    导师: 周善义,陈志林

    关键词: 蚁科,线粒体基因组,基因重排,序列分析,系统发育分析

    来源: 广西师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 广西师范大学

    基金: 国家自然科学基金项目(31672343),科技基础性工作专项重点项目(2015FY210300)

    分类号: Q963

    总页数: 111

    文件大小: 9087K

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