畜牧兽医学报 ›› 2024, Vol. 55 ›› Issue (12): 5725-5737.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2024.12.035
收稿日期:
2024-02-02
出版日期:
2024-12-23
发布日期:
2024-12-27
通讯作者:
黄梅清
E-mail:lyunxqchen@163.com;meiqingmail@126.com
作者简介:
陈秀琴(1988-), 女, 福建漳州人, 助理研究员, 博士, 主要从事畜禽疫病诊断方法研究, E-mail: lyunxqchen@163.com
基金资助:
CHEN Xiuqin1(), QIU Yangyuan2, LÜ Qingbo2, HUANG Meiqing1,*(
)
Received:
2024-02-02
Online:
2024-12-23
Published:
2024-12-27
Contact:
HUANG Meiqing
E-mail:lyunxqchen@163.com;meiqingmail@126.com
摘要:
本研究旨在获得肠舌状绦虫线粒体基因组全序列,了解其序列的结构特征,探究肠舌状绦虫系统发育相关信息。从麦穗鱼中获得肠舌状绦虫,提取基因组DNA,通过Illumina测序技术对肠舌状绦虫的线粒体全基因组进行测序、组装和注释,并进行生物信息学分析;从GenBank数据库中下载8个科34种绦虫的线粒体基因组序列,运用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。结果显示,肠舌状绦虫线粒体基因组全长为13 655 bp,A+T含量为67.6%,其碱基组成具有明显的AT偏向性。肠舌状绦虫线粒体基因组包括12个蛋白编码基因(protein-coding genes, PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码控制区。在12个PCGs中,除cox3基因使用TTG作为起始密码子外,其余11个PCGs均使用ATG作为起始密码子;终止密码子方面,5个PCGs使用TAA,5个PCGs使用TAG,而cox3基因和nad3基因均没有终止密码子。PCGs使用密码子频率最高的是UUA,最低的是CGA。22个tRNA基因总长为1 272 bp,大多数tRNA能形成典型的三叶草结构,但是trnS1和trnR由于缺少二氢尿嘧啶臂无法形成典型的三叶草结构。nad2、nad6和nad4基因更适合作为肠舌状绦虫的分子标记。系统发育树结果表明,肠舌状绦虫与双线绦虫亲缘关系最近,并与双槽头属绦虫(Dibothriocephalus)形成姐妹群。本研究获得了肠舌状绦虫的线粒体全基因组,为研究肠舌状绦虫的分类学和系统学提供参考。
中图分类号:
陈秀琴, 邱阳元, 吕庆博, 黄梅清. 肠舌状绦虫线粒体基因组特征及系统发育分析[J]. 畜牧兽医学报, 2024, 55(12): 5725-5737.
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表 2
用于构建进化树的绦虫线粒体基因组信息"
科 Family | 属 Genus | 种 Species | mtDNA GenBank登录号 GenBank accession No. of mtDNA | mtDNA长度/bp Length of mtDNA |
带科 Taeniidae | 泡尾带属 Hydatigera | 克氏泡尾带绦虫 H. krepkogorski | NC_021142.1 | 13 792 |
H. parva | NC_021141.1 | 13 482 | ||
带属 Taenia | 豆状带绦虫 T. pisiformis | NC_013844.1 | 13 387 | |
T. crocutae | NC_024591.1 | 13 711 | ||
泡状带绦虫 T. hydatigena | NC_012896.1 | 13 492 | ||
棘球属 Echinococcus | 细粒棘球绦虫 E. granulosus | NC_044548.1 | 17 675 | |
马棘球绦虫 E. equinus | NC_020374.1 | 13 605 | ||
多房棘球绦虫 E. multilocularis | NC_000928.2 | 13 738 | ||
沃氏棘球绦虫 E. vogeli | NC_009462.1 | 13 750 | ||
裂头科 Diphyllobothriidae | 双槽头属 Dibothriocephalus | 阔节裂头绦虫 D. latum | NC_008945.1 | 13 608 |
D. nihonkaiensis | NC_009463.1 | 13 747 | ||
舌状属 Ligula | 肠舌状绦虫 L. intestinalis | NC_039445.1 | 13 621 | |
复殖孔属 Diplogonoporus | D. balaenopterae 巨大殖孔绦虫 | NC_017613.1 NC_017615.1 | 13 724 13 725 | |
D. grandis | ||||
双线属 Digramma | 双线绦虫 D. interrupta | NC_039446.1 | 13 685 | |
迭宫属 Spirometra | S. decipiens 刺猬绦虫 | NC_026852.1 NC_011037.1 | 13 641 13 643 | |
S. erinaceieuropaei | ||||
膜壳科 Hymenolepididae | 腔带属 Cloacotaenia | 大腔带绦虫 C. megalops | NC_032295.1 | 13 887 |
剑带属 Drepanidotaenia | 矛形剑带绦虫 D. lanceolata | NC_028164.1 | 13 573 | |
膜壳属 Hymenolepis | H. diminuta 微小膜壳绦虫 | NC_002767.1 NC_029245.1 | 1 3900 137 64 | |
H. nana | ||||
假裸头属 Pseudanoplocephala | 克氏假裸头绦虫 P. crawfordi | NC_028334.1 | 14 192 | |
头槽科 Bothriocephalidae | Schyzocotyle | 头槽绦虫 S. acheilognathi IHB0601 | KX589243.1 | 14 046 |
S. nayarensis | NC_030317.1 | 13 852 | ||
S. ophiocephalina | NC_034715.1 | 13 816 | ||
头颊绦虫科 Capingentidae | Breviscolex | 东方短结绦虫 B. orientalis | NC_035634.1 | 14 011 |
纽带绦虫科 Lytocestidae | Atractolytocestus Khawia | A. huronensis K. sinensis | NC_035635.1 NC_034800.1 | 15 130 13 759 |
裸头科 Anoplocephalidae | 裸头属 Anoplocephala | 大裸头绦虫 A. magna | NC_031801.1 | 13 759 |
叶状大裸头绦虫 A. perfoliata | NC_028425.1 | 14 459 | ||
莫尼茨属 Moniezia | 扩展莫尼茨绦虫 M. expansa | NC_036219.1 | 13 934 | |
贝氏莫尼茨绦虫 M. benedeni | NC_036218.1 | 13 958 | ||
双壳科 Dipylidiida | 复孔属 Dipylidium | 犬复孔绦虫 D. caninum | NC_021145.1 | 14 296 |
双腔科 Dicrocoeliidae | 窄体属 Lyperosomum | 长尾窄体吸虫* L. longicauda | NC_048467.1 | 14 567 |
表 3
肠舌状绦虫mtDNA基因分布与注释"
基因或区域 Gene or region | 位置/nt Position | 长度/bp Size | 反密码子 Anticodon | 起始密码子 Start codon | 终止密码子 Stop codon | 基因间隔/bp Intergenic length |
cox3 | 1~642 | 642 | - | GTG | - | |
trn-His(H) | 644~710 | 67 | GTG | - | - | 1 |
cytb | 714~1820 | 1 107 | - | ATG | TAA | 3 |
nad4L | 1 822~2 082 | 261 | - | ATG | TAA | 1 |
nad4 | 2 043~3 293 | 1 251 | - | ATG | TAG | -40 |
trn-Gln(Q) | 3 297~3 352 | 56 | TTG | - | - | 3 |
trn-Phe(F) | 3 353~3 419 | 67 | GAA | - | - | 0 |
trn-Met(M) | 3 416~3 482 | 67 | CAT | - | - | -4 |
atp6 | 3 486~3 995 | 510 | - | ATG | TAA | 3 |
nad2 | 3 998~4 876 | 879 | - | ATG | TAG | 2 |
trn-Val(V) | 4 878~4 941 | 64 | TAC | - | - | 1 |
trn-Ala(A) | 4 950~5 010 | 61 | TGC | - | - | 8 |
trn-Asp(D) | 5 014~5 077 | 64 | GTC | - | - | 3 |
nad1 | 5 078~5 968 | 891 | - | ATG | TAG | 0 |
trn-Asn(N) | 5 968~6 033 | 66 | GTT | - | - | -1 |
trn-Pro(P) | 6 041~6 105 | 65 | TGG | - | - | 7 |
trn-Ile(I) | 6 114~6 178 | 65 | GAT | - | - | 8 |
trn-Lys(K) | 6 195~6 258 | 64 | CTT | - | - | 16 |
nad3 | 6 260~6 613 | 354 | - | ATG | - | 1 |
trn-Ser(S1) | 6 606~6 664 | 59 | GCT | - | - | -8 |
trn-Trp(W) | 6 667~6 729 | 63 | TCA | - | - | 2 |
cox1 | 6 738~8 303 | 1 566 | - | ATG | TAG | 8 |
trn-Thr(T) | 8 294~8 355 | 62 | TGT | - | - | -10 |
rrnL | 8 356~9 321 | 966 | - | - | - | 0 |
trn-Cys(C) | 9 322~9 385 | 64 | GCA | - | - | 0 |
rrnS | 9 386~10 101 | 716 | - | - | - | 0 |
cox2 | 10 129~10 698 | 570 | - | ATG | TAA | 27 |
trn-Glu(E) | 10 700~10 763 | 64 | TTC | - | - | 1 |
nad6 | 10 769~11 227 | 459 | - | ATG | TAG | 5 |
trn-Tyr(Y) | 11 231~11 296 | 66 | GTA | - | - | 3 |
NCR1 | 11 297~11 521 | 225 | - | - | - | - |
trn-Leu(L1) | 11 522~11 588 | 67 | TAG | - | - | 225 |
trn-Ser(S2) | 11 599~11 664 | 66 | TGA | - | - | 10 |
trn-Leu(L2) | 11 676~11 739 | 64 | TAA | - | - | 11 |
trn-Arg(R) | 11 740~11 794 | 55 | ACG | - | - | 0 |
nad5 | 11 798~13 366 | 1 569 | - | ATG | TAA | 3 |
NCR2 | 13 367~13 586 | 220 | - | - | - | - |
trn-Gly(G) | 13 587~13 652 | 66 | TCC | 220 |
表 4
肠舌状绦虫线粒体基因组的核苷酸组成和偏斜度"
区域 Regions | 大小/bp Size (bp) | T (U)含量/% T (U)% | C含量/% C% | A含量/% A% | G含量/% G% | AT含量/% AT% | AT偏斜度 AT skew | GC偏斜度 GC skew |
PCGs | 10 059 | 45.7 | 12.4 | 21.4 | 20.5 | 67.1 | -0.362 | 0.245 |
1st condon | 3 353 | 41.1 | 11.4 | 23.3 | 24.2 | 64.4 | -0.277 | 0.360 |
2nd condon | 3 353 | 47.2 | 15.4 | 17.6 | 19.8 | 64.8 | -0.458 | 0.124 |
3rd condon | 3 353 | 48.6 | 10.5 | 23.4 | 17.5 | 72.0 | -0.351 | 0.252 |
atp6 | 510 | 47.3 | 13.3 | 19.6 | 19.8 | 66.9 | -0.413 | 0.195 |
cox1 | 1 566 | 44.8 | 13.0 | 21.6 | 20.5 | 66.4 | -0.349 | 0.223 |
cox2 | 570 | 39.8 | 13.0 | 24.6 | 22.6 | 64.4 | -0.237 | 0.271 |
cox3 | 642 | 47.2 | 12.1 | 19.5 | 21.2 | 66.7 | -0.416 | 0.271 |
cytb | 1 107 | 43.7 | 13.9 | 22 | 20.3 | 65.7 | -0.33 | 0.187 |
nad1 | 891 | 45.9 | 10.7 | 20.5 | 22.9 | 66.4 | -0.382 | 0.365 |
nad2 | 879 | 50.5 | 9.4 | 20.6 | 19.5 | 71.1 | -0.421 | 0.346 |
nad3 | 354 | 48.9 | 11.0 | 21.5 | 18.6 | 70.4 | -0.39 | 0.257 |
nad4 | 1 251 | 46.6 | 14.3 | 18.9 | 20.1 | 65.5 | -0.422 | 0.169 |
nad4L | 261 | 50.2 | 8.8 | 25.7 | 15.3 | 75.9 | -0.323 | 0.27 |
nad5 | 1 569 | 43.3 | 13.1 | 23.2 | 20.5 | 66.5 | -0.302 | 0.221 |
nad6 | 459 | 47.5 | 10.5 | 21.1 | 20.9 | 68.6 | -0.384 | 0.333 |
rrnL | 966 | 39.8 | 12.0 | 28.9 | 19.4 | 68.7 | -0.158 | 0.234 |
rrnS | 716 | 37.6 | 13.1 | 29.7 | 19.6 | 67.3 | -0.116 | 0.197 |
rRNAs | 1 682 | 38.8 | 12.5 | 29.3 | 19.4 | 68.1 | -0.141 | 0.218 |
tRNAs | 1 272 | 37.7 | 12.7 | 28.8 | 20.8 | 66.5 | -0.135 | 0.239 |
NCR | 445 | 46.97 | 7.19 | 29.89 | 15.96 | 76.85 | -0.222 | 0.379 |
Full genome | 13 655 | 44.1 | 12.3 | 23.5 | 20.2 | 67.6 | -0.305 | 0.245 |
表 5
肠舌状绦虫基因组的基因变异位点分析"
参数 Parameter | 基因名称Gene name | |||||||||||||
cox3 | cytb | nad4L | nad4 | atp6 | nad2 | nad1 | nad3 | cox1 | cox2 | nad6 | nad5 | rrnS | rrnL | |
总位点数* Total number of sites | 642 | 1107 | 261 | 1251 | 510 | 879 | 891 | 346 | 1 566 | 570 | 459 | 1 569 | 711 | 966 |
保守位点数 Invariable sites | 522 | 926 | 226 | 997 | 425 | 717 | 740 | 278 | 1 325 | 487 | 363 | 1 239 | 664 | 885 |
变异位点数 Variable sites | 120 | 181 | 35 | 254 | 85 | 162 | 151 | 68 | 241 | 83 | 96 | 330 | 47 | 81 |
简约突变数 Parsimony informative sites | 42 | 79 | 17 | 107 | 27 | 60 | 62 | 22 | 85 | 30 | 31 | 137 | 17 | 32 |
单现突变数 Singleton variable sites | 74 | 102 | 18 | 135 | 58 | 102 | 89 | 46 | 156 | 53 | 65 | 193 | 28 | 49 |
变异位点比例% Ratio of variable sites/% | 18.69 | 16.35 | 0.44 | 20.30 | 16.67 | 22.59 | 16.94 | 19.65 | 15.39 | 14.56 | 20.92 | 21.03 | 6.61 | 8.39 |
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