基于线粒体基因组特征揭示南海长足螺系统进化关系

摘要

本研究通过解析南海长足螺(Oxynoe nanhaiensis sp. nov.)线粒体基因组特征并构建系统发育树,旨在确定其分类学地位,以丰富我国囊舌目物种多样性的记录。通过二代基因测序技术获得该物种线粒体全基因组,并对其序列进行了结构分析,分别利用近缘物种的线粒体基因组和cox1基因构建系统发育树,确定其进化地位;利用植物叶绿体基因保守片段序列设计引物,通过PCR技术扩增该物种体内叶绿体基因,分析其是否存在“盗食质体”现象。该物种线粒体基因组全长16189 bp,包含13个蛋白编码基因、22个转运RNA(tRNA); 2个核糖体RNA(rRNA)基因及2个非编码区;碱基组成表现出高A+T、低G+C含量的偏向性;在蛋白质编码基因中共有4种起始密码子(AUG、GUG、UUG、AUA)、3种终止密码子(TAG、TAA和T––);碱基组成存在明显的AT偏向和弱AT负偏斜现象; tRNA二级结构预测中有8个能形成典型的三叶草结构,其余14个三叶草图缺失DHU臂或TΨC臂等关键元件;与序列比对相似度较高、大小相接近的物种以最大似然法(ML)构建线粒体基因组系统发育树,但由于其相近种线粒体基因组信息缺少,结果显示该物种与Ascobulla fragilis聚为一支。选取非囊舌目物种南海小叶海蛞蝓(Phyllidiella nanhaiensis)及囊舌目无壳类物种绒毛海天牛(Elysia tomentosa)作为外群,采用ML法构建cox1进化树,结果显示,该物种与长足螺属(Oxynoe)物种归为一支,其与三个长足螺属物种O. kylie、O. jordani、O. viridis的cox1基因遗传距离分别为5.00、3.93和5.15。结合形态特征与分子鉴定结果表明,该物种为长足螺属新种,将之命名为南海长足螺。与PCR扩增所获该物种体内叶绿体基因片段序列经比对后,发现其与多种藻类相似度都高达94%以上,疑似存在“盗食质体”现象,这与部分囊舌目物种的特征相符。本研究解析了一种长足螺属新物种——南海长足螺的线粒体基因组序列及其结构特征,并通过系统发育分析了南海长足螺的分类地位,结果为囊舌目的物种多样性、系统发育与演化研究提供科学数据。

关键词

囊舌目 / 线粒体基因组 / 系统发育 / 盗食质体 / 南海长足螺