六种旋小蜂线粒体基因组测序及小蜂总科系统发育分析

作     者：蒋敬涛 

作者单位：福建农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭凌飞

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

主      题：旋小蜂 线粒体基因组 基因重排 系统发育 

摘      要：旋小蜂作为一种重要的寄生性天敌昆虫,广泛分布于热带和亚热带地区,部分种类已经成功实现人工繁育释放,用于农林害虫的防治。但由于该类群分类研究起步较晚,个体微小,部分种类形态差异小等原因,使得基于形态学的旋小蜂科昆虫分类工作始终存在一定困难。随着技术进步,分子数据越来越多应用到分类和系统发育研究中,尤其是使用二代测序技术获得的线粒体基因组数据在系统发育、种群遗传等研究中变的越来越广泛。本次研究共获取了旋小蜂科3属6种的线粒体基因组,即德兴平腹小蜂Anastatus dexingensis、石城平腹小蜂***、麻纹蝽平腹小蜂***、美旋小蜂属物种1Merostenus sp.1、美旋小蜂属物种2 Merostenus sp.2以及安平旋小蜂Eupelmus anpingensis。通过相关的生物信息学软件分析,得出以下结论:1.德兴平腹小蜂的线粒体基因全部获得,基因组全长为16,162bp,A+T含量为83.2%;石城平腹小蜂的线粒体基因全部获得,基因组全长为15,163 bp,A+T含量为83.5%;美旋小蜂属物种1的线粒体基因全部获得,基因组全长为16,370 bp,A+T含量为82.7%;安平旋小蜂的部分控制区未获取,线粒体基因组长为15,479 bp,A+T含量为83.3%;美旋小蜂属物种2的trn M、trn Q、trn T、trn V和rrn S基因未获得,线粒体基因组长为14,773 bp,A+T含量为81.8%;麻纹蝽平腹小蜂的trn M和trn V基因未获得,线粒体基因组长为14,738bp,A+T含量为82.7%。2.根据mitos2在线网站对以上6个旋小蜂的t RNA基因二级结构进行预测,大多数的t RNA基因的二级结构为典型的三叶草结构,但也存在其他结构,如6个旋小蜂的trn S1缺失DHU臂以及安平旋小蜂的trn E只剩下反密码子环和DHU臂。进一步研究发现,在所有发生错配的碱基对中,G-U错配最为常见。3.6个旋小蜂的13个蛋白质编码基因除了美旋小蜂物种2的cox2基因起始密码子为TTG外,其他物种的蛋白质编码基因起始密码子都为ATN,终止密码子大都为TAA,少数基因以TAG为终止密码子。通过计算相对同义密码子(RSCU)发现,所有的密码子中,UUA、UUU、AUA和AUU被使用的最多,这符合昆虫线粒体基因组具有明显的AT偏向性。4.将这6个物种的线粒体基因排列顺序分别与原始序列(亚库巴果蝇Drosophila yakuba)的线粒体基因排列顺序比较发现,6个旋小蜂昆虫的线粒体基因组均发生了严重的基因重排,主要表现在t RNA基因上,但是也包括蛋白质编码基因以及r RNA基因,重排类型包括移位、洗牌和倒置。5.联合Gen Bank上已经公布的其他小蜂总科的线粒体基因组,基于13个蛋白质编码基因构建小蜂总科的最大似然树(ML)和贝叶斯树(BI),二者结果都恢复了缨小蜂科Mymaridae+(小蜂科Chalcididae+其他小蜂总科),但是其他类群没有得到确切的结果。