盲蝽科线粒体蛋白编码基因的比较研究

摘要

[目的]本研究旨在比较分析盲蝽科线粒体蛋白编码基因的碱基组成、密码子使用情况、基因进化速率等序列特征,并基于13个蛋白编码基因(PCGs)构建盲蝽科的系统发育关系,试图对盲蝽科进行系统全面的比较线粒体基因组学研究。[方法]通过NCBI中的GenBank数据库下载盲蝽科14属代表物种的线粒体基因组,利用Geneious8.0.4抽提13个蛋白编码基因序列。利用MEGA7.0统计碱基组成、起始和终止密码子使用情况、同义密码子使用频率以及序列信息位点。在DNAsp 6.0中计算蛋白编码基因的非同义替换率(Ka)、同义替换率(Ks)和Ka/Ks值,用以评估基因的进化速率。在RAxML⁃7.0.3和MrBayes3.2.2软件中,分别构建基于最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)的系统发育树。利用PartitionFinder选择2种建树方法采用的最优分区和模型。[结果]盲蝽科昆虫线粒体蛋白编码基因的A+T含量为75.5%,atp8的A+T含量最高(83.4%)。起始密码子均为典型的ATN,且ATG和ATT的使用频率较高;终止密码子TAA和T的使用频率较高,TAG较少使用。使用频率最高的同义密码子是UUA(L),且第三位点为A/T的密码子使用频率较高。所有蛋白编码基因的Ka/Ks值都小于1,受到纯化选择的作用。其中,cox1的进化速率最慢,atp8的进化速率最快。ML和BI发育树结果一致,且节点支持率均较高(PP=1.00/BP>73),网蝽科作为外群为一支,盲蝽亚科和叶盲蝽亚科互为姐妹群。在盲蝽亚科中,狭盲蝽族Stenodemini和盲蝽族Mirini互为姐妹群关系。盲蝽族内系统发育关系为:(Apolygus+Lygus)+(Adelphocoris+Creontiades)。[结论]本研究为盲蝽科昆虫的分子进化信息增添了有益的数据,同时也为后续的盲蝽科系统发生关系奠定了科学基础。