西氏熊蜂线粒体基因组结构特征及系统发育分析

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2024.08.008

草地学报 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (8): 2408-2418.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2024.08.008

• 研究论文 • 上一篇

西氏熊蜂线粒体基因组结构特征及系统发育分析

马晓璇, 梁程博, 刘道鑫, 孙国, 闫京艳

青海大学农牧学院, 青海西宁 810016

收稿日期:2023-12-13 修回日期:2024-02-25 发布日期:2024-09-07
通讯作者: 闫京艳,E-mail:yanjingyanqh@163.com
作者简介:马晓璇(2000-),女,回族,河北衡水人,硕士研究生,主要从事昆虫分子系统学研究,E-mail:maxiaoxuan9326@126.com
基金资助:
青海省科技厅自然科学基金(2024-ZJ-925);青海省农业农村厅，昆仑英才·乡村振兴人才农业农村科技攻关团队(K99231138)资助

The Mitochondrial Genome Characteristics and Phylogenetic Analysis of Bombus sichelii

MA Xiao-xuan, LIANG Cheng-bo, LIU Dao-xin, SUN Guo, YAN Jing-yan

School of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining, Qinghai Province 810016, China

Received:2023-12-13 Revised:2024-02-25 Published:2024-09-07

摘要/Abstract

摘要： 本研究利用二代测序技术对西氏熊蜂(Bombus sichelii)的线粒体基因组进行了测序、组装和注释，并对其线粒体基因组的组成、结构特征、基因重排及系统发育等方面进行了生物信息学分析。结果表明：西氏熊蜂线粒体基因组长度为15 711 bp，包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因；线粒体基因组全序列、蛋白编码基因的串联序列、tRNA串联序列、rRNA串联序列的A+T含量均大于80%，表现出明显的碱基偏倚；13 个蛋白编码基因的起始密码子均为ATN，终止密码子为TAA，TAG或T--。tRNA二级结构预测发现，trnS1与其他昆虫具有相同的特征，即缺少DHU臂和DHU环，其余21个tRNA均能形成典型的三叶草结构；系统发育进化分析结果高度支持西氏熊蜂与火红熊蜂(B. pyrosoma)隶属于黑熊蜂亚属(Melanobombus)。本研究首次获得西氏熊蜂线粒体基因组序列，初步鉴定了其线粒体基因组的特征，为进一步对熊蜂线粒体基因组学和系统发育关系的研究奠定了基础。

关键词: 西氏熊蜂, 线粒体基因组, 生物信息学, 系统发育分析

Abstract: In this study,the mitochondrial genome of Bombus sichelii was sequenced by next-generation sequencing technology,then was assembled and annotated. And the composition,structural characteristics,gene rearrangement and phylogeny of the mitochondrial genome were analyzed by bioinformatics. The results showed that the mitochondrial genome of B. sichelii was 15 711 bp in length,containing 13 protein-coding genes,22 tRNA genes and 2 rRNA genes. The A+T content of the whole mitochondrial genome sequence,the tandem sequence of protein-coding genes,the tandem sequence of tRNA,and the tandem sequence of rRNA were all greater than 80%,showing obvious base bias. The initiation codon of 13 protein-coding genes was ATN,and the stop codons was TAA,TAG,or T--. The secondary structure prediction of tRNAs showed that trnS1 had the same characteristics as other insects. That is,it lacked DHU arm and DHU ring,and the other 21 tRNAs could form a typical clover structure. Phylogenetic findings support the affiliation of B. sichelii and B. pyrosoma to Melanobombus. In this study,the mitochondrial genome sequence of B. sichelii was obtained for the first time,and the characteristics of the mitochondrial genome of Bumblebee were preliminarily identified,which laid a foundation for further research on the relationship between mitochondrial genomics and phylogeny of bumblebees.

Key words: Bombus sichelii, Mitochondrial genome, Bioinformatics, Phylogenetic analysis

中图分类号:

S891
Q963

马晓璇, 梁程博, 刘道鑫, 孙国, 闫京艳. 西氏熊蜂线粒体基因组结构特征及系统发育分析[J]. 草地学报, 2024, 32(8): 2408-2418.

MA Xiao-xuan, LIANG Cheng-bo, LIU Dao-xin, SUN Guo, YAN Jing-yan. The Mitochondrial Genome Characteristics and Phylogenetic Analysis of Bombus sichelii[J]. Acta Agrestia Sinica, 2024, 32(8): 2408-2418.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2024.08.008

https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/Y2024/V32/I8/2408

参考文献

[1] 安建东,黄家兴,WILLIAMS P H,等. 河北地区熊蜂物种多样性与蜂群繁育特性[J]. 应用生态学报,2010,21(6):1542-1550
[2] 黄家兴,安建东. 中国熊蜂多样性、人工利用与保护策略[J]. 生物多样性,2018,26(5):486-497
[3] 蒙艳华,徐环李,陈轩,等. 塔落岩黄芪主要传粉蜂的传粉效率研究[J]. 生物多样性,2007,15(6):633-638
[4] 何亚平,刘建全. 青藏高原高山植物麻花艽的传粉生态学研究[J]. 生态学报,2004,24(2):215-220
[5] 梁程博,王久利,孙国,等. 三江源地区熊蜂物种多样性研究[J]. 草地学报,2022,30(8):2126-2134
[6] 张广硕,丁桂玲,安建东. 熊蜂主要病虫害的发生和危害现状[J]. 应用昆虫学报,2021,58(2):277-288
[7] 胥勋露,常雪梅,曾桂,等. 甘南草原和若尔盖湿地的熊蜂物种资源调查[J]. 西华师范大学学报(自然科学版),2024,45(3):239-245
[8] 刘青青,赫苗花,李飞,等. 不同坡向下高寒矿区混播草地的恢复效果评估[J]. 草地学报,2023,31(9):2834-2842
[9] 梁铖,张学文,黄家兴,等. 云南熊蜂地理区划及物种多样性分析[J]. 应用昆虫学报,2018,55(6):1045-1053
[10] 朱国渊,张永科,孔祥东,等. 二斑素瓢虫线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 南方农业学报,2023,54(5):1293-1302
[11] ZHANG J Y,ZHANG L P,YU D N,et al. Complete mitochondrial genomes of Nanorana taihangnica and N.yunnanensis(Anura：Dicroglossidae) with novel gene arrangements and phylogenetic relationship of Dicroglossidae[J]. BMC Evolutionary Biology,2018,18(1):26-39
[12] 黄家兴. 华北地区熊蜂属(Hymenoptera:Apidae)系统发育的初步研究[D]. 北京:中国农业科学院,2006:2
[13] BERTSCH A. Barcoding cryptic bumblebee taxa:B. lucorum,B. crytarum and B. magnus,a case study[J]. Beitrage Zur Entomol,2009,59(2):287-310
[14] 刘苹,黄家兴,吴杰,等. 中国明亮熊蜂复合种的分子鉴定及分布特性[J]. 昆虫学报,2014,57(2):235-243
[15] PIROUNAKIS K,KOULIANOS S,SCHMID-HEMPEL P. Genetic variation among European populations of Bombus pascuorum (Hymenoptera:Apidae) from mitochondrial DNA sequence data[J]. European Journal of Entomology,2013,95(1):27-33
[16] WILLIAMS P H,BEREZIN M V,CANNINGS S G,et al. The arctic and alpine bumblebees of the subgenus Alpinobombus revised from integrative assessment of species’ gene coalescents and morphology (Hymenoptera,Apidae,Bombus)[J].Zootaxa,2019,4625(1):1-68
[17] CEJAS D,DE LA RU'A P,ORNOSA C,et al. Spatial and temporal patterns of genetic diversity in Bombus terrestris populations of the Iberian Peninsula and their conservation implications[J]. Scientific Reports,2021,11(1):22471
[18] SU M,DU L J,ALI M Y,et al. Differences in morphology,mitochondrial genomes,and reproductive compatibility between two clades of parasitic wasps Aphelinus mali (Hymenoptera:Aphelindae) in China[J]. Plos One,2023,18(2):e0279663
[19] 郭冉昊,赵淑文,米福贵,等. 直立型半野生大豆叶绿体基因组分析[J]. 草地学报,2023,31(11):3334-3342
[20] 郝新艳,赵淑文,刘嘉伟,等. 杂花苜蓿叶绿体基因组特征及系统发育分析[J]. 草地学报,2023,31(6):1665-1672
[21] LIN Y J,CAI L N,ZHAO Y Y,et al. Novel mitochondrial gene rearrangement and intergenic regions exist in the mitochondrial genomes from four newly established families of praying mantises (Insecta:Mantodea)[J]. Insects,2022,13(7):564-564
[22] 李瑶瑶,刘云国,刘凌霄,等. 高原鳅属鱼类线粒体全基因组序列结构特征及其系统发育信息[J]. 烟台大学学报(自然科学与工程版),2021,34(1):93-99
[23] CAMERON A S,HINES M H,WILLIAMS H P. A comprehensive phylogeny of the bumble bees (Bombus)[J]. Biological Journal of the Linnean Society,2007,91(1):161-188
[24] 赵婉清,李巧,李莹,等. 猎蝽科昆虫线粒体基因组的比较研究[J]. 江苏农业科学,2020,50(12):34-41
[25] 彭艳,陈斌,李廷景. 黄侧异腹胡蜂线粒体基因组全序列测定和分析[J]. 昆虫学报,2017,60(4):464-474
[26] WOLSTENHOLME D R. Animal mitochondrial DNA:structure and evolution[J]. International Review of Cytology,1992(141):173-216
[27] 陈建琴,张振华,邢雨辉,等. 光滑异装蟹(Heteropanope glabra)线粒体基因组测定及其在系统发生研究中的意义[J]. 南京师大学报(自然科学版),2018,41(4):114-120
[28] 韦春梦,陈亚珍,刘静,等. 云南瘤蚱线粒体基因组特征与蚱总科系统发育分析[J]. 南方农业学报,2023,54(5):1303-1316
[29] CLARY D O,WOLSTENHOOLME D R. The mitochondrial DNA molecular of Drosophila yakuba:nucleotide sequence,gene organization,and genetic code[J]. Journal of Molecular Evolution,1985,22(3):252-271
[30] JERMIIN L S,CROZIER R H. The cytochrome b region in the mitochondrial DNA of the ant Tetraponera rufoniger:sequence divergence in Hymenoptera may be associated with nucleotide content[J]. Journal of Molecular Evolution,1994,38(3):282-294
[31] KORKMAZ E M,AYDEMIR H B,TEMEL B,et al. Mitogenome evolution in Cephini (Hymenoptera:Cephidae):Evidence for parallel adaptive evolution[J]. Biochemical Systematics and Ecology,2017(71):137-146
[32] WILLIAMS P H,CAMERON S A,HINES H M,et al. A simplified subgeneric classification of the bumblebee (genus Bombus)[J]. Apidologie,2008,39(1):46-74(责任编辑闵芝智)第32卷第8期 Vol.32 No. 8草地学报 ACTAAGRESTIASINICA 2024年 8月

西氏熊蜂线粒体基因组结构特征及系统发育分析

The Mitochondrial Genome Characteristics and Phylogenetic Analysis of Bombus sichelii

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	钱晚青, 安聪, 庄黎丽. 高羊茅赤霉素受体家族成员鉴定及其在不同逆境下的表达模式分析[J]. 草地学报, 2024, 32(6): 1719-1728.
[2]	刘筠, 李效雄, 贾西贝, 马瑞, 柳迪, 杜雨, 胡晓桐, 马彦军. 黑果枸杞YABBY转录因子家族鉴定与生物信息学分析[J]. 草地学报, 2024, 32(6): 1729-1741.
[3]	于元平, 蒋宇佳, 孙向一, 吴春妍, 周敏, 刘明稀. 假俭草WRKY家族基因鉴定及其响应干旱胁迫表达分析[J]. 草地学报, 2024, 32(5): 1378-1391.
[4]	刘占玲, 寇桂香, 南彦斌, 王克鑫, 周渊涛. 青海草原毛虫IR基因的鉴定及组织表达分析[J]. 草地学报, 2024, 32(5): 1392-1400.
[5]	荣梦茹, 余如刚, 韦英铭, 王国良, 杜雪玲, 杨改梅, 高佳佳. 紫花苜蓿耐盐性相关NAC转录因子的挖掘及表达分析[J]. 草地学报, 2024, 32(4): 1055-1067.
[6]	翟永青, 马艳红, 范菠菠, 房永雨, 张学峰, 于卓, 李坤, 吴婧, 闫秀秀, 赵彦. 蒙古冰草脱水素基因生物信息学识别及表达分析[J]. 草地学报, 2024, 32(3): 684-692.
[7]	余江弟, 李玉珠, 苗佳敏, 丁菲菲, 白小明, 牛奎举. 草地早熟禾BBML基因的克隆及表达模式分析[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 396-408.
[8]	蒋宇佳, 于元平, 孙向一, 周敏, 吴春妍, 李玉华, 刘明稀. 假俭草R2R3-MYB基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下的表达模式分析[J]. 草地学报, 2023, 31(9): 2628-2641.
[9]	任明辉, 张雨蓬, 许涛, 朱慧森, 岑慧芳. 紫花苜蓿R2R3-MYB亚家族鉴定与干旱胁迫下的表达分析[J]. 草地学报, 2023, 31(4): 972-983.
[10]	南彦斌, 张月, 何啟玥, 陈帅, 周渊涛. 青海草原毛虫气味结合蛋白基因与生物信息学分析[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 688-698.
[11]	刘行行, 种培芳. 胡杨AHL基因家族生物信息学分析及逆境胁迫下的表达特征[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 741-750.
[12]	杨卓雄, 董笛, 韩烈保, 晁跃辉. 日本结缕草ZjTCP20基因生物信息学及表达模式分析[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 321-329.
[13]	侯燕红, 生小燕, 韩博, 姜华, 何承刚. 干旱和高温胁迫下紫花苜蓿PEPC酶活性变化及其基因序列分析[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 330-336.
[14]	洪森荣, 林顺来, 李盈萍, 李芸芸, 李和月, 张庆宝. 甜高粱叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析[J]. 草地学报, 2023, 31(12): 3636-3650.
[15]	南彦斌, 唐德靖, 杨永超, 孔一森, 周渊涛. 青海草原毛虫化学感受蛋白基因的鉴定与组织表达分析[J]. 草地学报, 2023, 31(11): 3299-3309.