武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

›› 2015, Vol. 58 ›› Issue (3): 319-328.

武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析

王菊平¹, 宣善滨¹, 张育平², 杨静¹, 曹天文^1,*, 马恩波³

（1. 山西省农业科学院植物保护研究所, 太原 030031; 2. 太原师范学院生物系, 太原 030031; 3. 山西大学应用生物学研究所, 太原 030006）

出版日期:2015-03-20 发布日期:2015-03-20
作者简介:王菊平, 女, 1976年11月生, 山西长治人, 助理研究员, 研究方向为昆虫分子系统学, E-mail: jp76@163.com

Sequencing and analysis of the complete mitochondrial genome of Chitoria ulupi (Lepidoptera: Nymphalidae)

WANG Ju-Ping¹，XUAN Shan-Bin¹, ZHANG Yu-Ping², YANG Jing¹, CAO Tian-Wen^1,*， MA En-Bo^3

(1. Institute of Plant Protection, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China; 2. Biology department of Taiyuan Normal University, Taiyuan 030031, China; 3. Institute Applied Biology, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

Online:2015-03-20 Published:2015-03-20

摘要/Abstract

摘要： 【目的】了解闪蛱蝶亚科属间及种间的分子系统进化关系。【方法】采用PCR步移法对武铠蛱蝶 Chitoria ulupi 线粒体基因组全序列进行了测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列构建了38种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】分析结果表明，武铠蛱蝶线粒体基因组全长15 279 bp，包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为391 bp的A+T富含区，基因排列顺序与其他已知近缘种昆虫相同。武铠蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量（79.9％）。13个蛋白质编码基因中，COII以TTG作为起始密码子，COI以CGA作为起始密码子外，其余均为昆虫典型的起始密码子ATN。COII和ND4基因使用了不完全终止密码子T，其余基因均以典型的TAA为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中，除tRNA^Ser(AGN)缺少DHU臂外，其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其他多数鳞翅目昆虫一样，武铠蛱蝶的A+T富含区中有一段由ATAGAA引导的保守的多聚T结构，长度为21 bp，并散布着一些长短不一的串联重复单元。系统发育树结果显示，总科级别的系统发育关系为：卷蛾总科＋（凤蝶总科＋（螟蛾总科＋(夜蛾总科＋蚕蛾总科＋尺蛾总科)））；在蛱蝶科物种中，武铠蛱蝶与猫蛱蝶Timelaea maculate 亲缘关系最近。【结论】基于分子标记构建的鳞翅目昆虫系统发育关系与传统的形态学分类结果基本一致。

关键词: 鳞翅目, 蛱蝶科, 武铠蛱蝶, 线粒体基因组, 系统发育

Abstract: 【Aim】 To explore the intergeneric and interspecific molecular and evolutionary relationships of Apaturinae. 【Methods】The complete mitochondrial genome of Chitoria ulupi was determined and analyzed by using polymerase chain reaction amplification and prime walking．Based on nucleotide sequences of 13 protein coding genes （PCGs）, the phylogenetic tree of 38 lepidopteran species was constructed using maximum parsimony (MP) method. 【Results】 The results indicated that the complete mitochondrial genome of C. ulupi is a circular molecule of 15 279 nucleotides, including 13 protein coding genes, 22 tRNA genes, 2 rRNA genes and a 391 bp A+T-rich region. The arrangement of genes in C. ulupi is consistent with the sequence of other closely related species. The mitochondrial genome of C. ulupi is biased toward a high A+T content (79.9％). All protein coding genes start with a typical ATN initiation codon, except that the COI starts with the CGA codon and the COII begins with the TTG codon. Majority of the 13 PCGs in C. ulupi have a complete termination codon (TAA or TAG), except for the COII and ND4 genes which have incomplete stop codons (T). All tRNAs show the classic clover-leaf structure, except that the dihydrouridine (DHU) arm of tRNA^Ser(AGN) forms a simple loop. The C. ulupi A+T-rich region contains some conserved structures including a structure combing the motif ATAGAA, 21 bp poly(T) stretch and a microsatellite (AT)n element, which is similar to those found in the mitogenomes of other related species. The results of phylogenetic tree showed that the phylogenetic relationship at the superfamily level is Tortricoidea＋(Papilionoidea＋(Pyraloidea＋(Noctuoidea＋Bombycoidea＋Geometroidea))), and within the Nymphalidae group, C. ulupi is closely related with Timelaea maculate.【Conclusion】 The phylogenetic relationship of lepidopteran species based on molecular markers is basically consistent with the results of the traditional morphological classification.

Key words: Lepidoptera, Nymphalidae, Chitoria ulupi, mitochondrial genome, phylogeny

王菊平, 宣善滨, 张育平, 杨静, 曹天文, 马恩波. 武铠蛱蝶线粒体基因组全序列测定和分析[J]. , 2015, 58(3): 319-328.

WANG Ju-Ping，XUAN Shan-Bin, ZHANG Yu-Ping, YANG Jing, CAO Tian-Wen1,MA En-Bo. Sequencing and analysis of the complete mitochondrial genome of Chitoria ulupi (Lepidoptera: Nymphalidae)[J]. , 2015, 58(3): 319-328.

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