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三种鳞翅目昆虫线粒体基因组序列的测定及系统发育分析

作　者: 李鹏飞
导　师: 尤平
学　校: 陕西师范大学
专　业: 动物学
关键词: 太白虎凤蝶断纹波水螟长臂彩丛螟线粒体基因组鳞翅目系统发育
分类号: Q963
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

动物线粒体基因组由于其结构简单、进化速率快、母系遗传和发生重组率低等特点,己被广泛用于群体遗传学、系统发育重组、比较和进化基因组学以及基因组水平分子进化等领域的研究。本研究利用Sub-PCR技术,测定了太白虎凤蝶Luehdorfia taibai, Chou,1994、断纹波水螟Paracymoriza distinctalis,(Leech,1889)和长臂彩丛螟Listaharaldusalis,(Walker,1859)的线粒体基因组序列,利用相关软件进行了组装拼接、注释和分析。联合已公开的部分鳞翅目线粒体基因组,基于线粒体基因组2个rRNA基因和13个蛋白质编码基因全序列数据,分别采用最大简约法(maximum parsimony, MP)、最大似然法(maximum-likelihood, ML)和贝叶斯推论法(bayesian inference, BI)构建了6种鳞翅目物种的系统发生树。主要结论如下：1.本研究所测定的3种鳞翅目昆虫线粒体基因组全长分别为：太白虎凤蝶15553bp,断纹波水螟15355bp,长臂彩丛螟15213bp。线粒体基因组都由37个基因(13个蛋白质编码基因,22个tRNA基因和2个rRNA基因)和1个A+T富集区构成。2.太白虎凤蝶、断纹波水螟和长臂彩丛螟线粒体基因组的碱基组成具有明显的AT偏向性,它们的A+T含量(J链)分别为：太白虎凤蝶81.47%,断纹波水螟82.14%,长臂彩丛螟81.51%。3.本研究中COⅠ基因除长臂彩丛螟以特殊的四联体TTAG作为起始密码子外,太白虎凤蝶和断纹波水螟的COⅠ基因都以CGA作为起始密码子,而其它的蛋白质编码基因均以典型的ATN作为起始信号。断纹波水螟的COⅡ基因与长臂彩丛螟的COⅡ和ND6基因均以不完全的终止密码子T作为终止信号,其它蛋白质编码基因的终止密码子为TAA或TAG。4.线粒体基因组的22个tRNA基因,除了太白虎凤蝶和断纹波水螟的tRNASer(AGN)基因外,其余均可折叠成典型的三叶草型二级结构,tRNA二级结构均存在一定数目的碱基错配现象。太白虎凤蝶线粒体基因组在191-259bp的位置还存在1个额外的tRNALeu,功能未知。5.本研究3种昆虫的A+T富集区长度分别为太白虎凤蝶939bp,断纹波水螟344bp,长臂彩丛螟310bp。A+T含量分别为94.56%、95.06%和96.13%。A+T富集区内部有一些典型的结构,其中包括类似微卫星的重复序列(AT)。和(ATT)n,以及poly-A和poly-T结构等。6.系统发育关系结果显示,(夜蛾总科+(尺蛾总科+蚕蛾总科))聚为姊妹群；梳翅弄蝶作为弄蝶总科唯一的数据集代表,在进化关系上显示与凤蝶总科有更近的亲缘关系；天蚕蛾科和天蛾科聚为一个与其它科昆虫平行的单系支。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章鳞翅目线粒体基因组研究概况  9-13
  1.1 线粒体基因组  9-10
    1.1.1 线粒体与线粒体基因组  9
    1.1.2 线粒体基因组的特征  9-10
  1.2 鳞翅目昆虫线粒体基因组的研究现状  10-11
    1.2.1 线粒体基因组在鳞翅目分子系统学研究中的应用  10
    1.2.2 鳞翅目昆虫线粒体基因组的研究现状  10-11
  1.3 本研究课题的目的及意义  11-13
    1.3.1 研究物种及其形态学特征  11-12
    1.3.2 研究的目的和意义  12-13
第2章 3种鳞翅目昆虫线粒体基因组全序列测定与分析  13-41
  2.1 材料与方法  13-17
    2.1.1 实验材料  13-14
    2.1.2 实验方法  14-16
    2.1.3 数据处理与分析  16
    2.1.4 系统发育树构建方法  16-17
  2.2 实验结果与分析  17-36
    2.2.1 太白虎凤蝶线粒体基因组  17-23
    2.2.2 断纹波水螟线粒体基因组  23-30
    2.2.3 长臂彩丛螟线粒体基因组  30-36
  2.3 比较与讨论  36-41
    2.3.1 线粒体基因组结构和碱基组成  36-37
    2.3.2 密码子的使用情况  37-39
    2.3.3 tRNA基因  39
    2.3.4 基因间隔与重叠  39
    2.3.5 A+T富集区  39-41
第3章鳞翅目系统发育关系分析与讨论  41-49
  3.1 系统发育研究中选取的序列及数据集  41
  3.2 建树结果  41-46
    3.2.1 基于rRNAs数据集的建树结果  41-43
    3.2.2 基于PCGs数据集的建树结果  43-46
  3.3 系统发育分析  46-49
结论  49-51
参考文献  51-59
致谢  59-61
攻读硕士学位期间科研成果  61

三种鳞翅目昆虫线粒体基因组序列的测定及系统发育分析

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