土蜂科线粒体基因组序列测定和分析

【目的】本研究旨在通过针尾部(Aculeata)昆虫线粒体基因组系统发育分析认知土蜂科(Scoliidae)的单系性及系统发育位置。【方法】利用Illumina Hiseq2500二代测序技术测序土蜂科3属5种的线粒体基因组,并进行注释和分析;基于针尾部昆虫36个线粒体基因组13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)和2个rRNA基因序列采用最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(Bayesian inference, BI)法构建系统发育树。【结果】新测序的土蜂科5个线粒体基因组为五带波壁土蜂Colpa quinquecincta线粒体基因组(GenBank登录号:OM103696)确认细节,齿石波壁土蜂Colpa tartara线粒体基因组(GenBank登录号:OM103697),厚大长腹土蜂Megacampsomeris grossa线粒体基因组(GenBank登录号:OM103796),台湾大长腹土蜂Megacampsomeris formosensis线粒体基因组(GenBank登录号:OM142776)和斯式土蜂Scolia schrenkii线粒体基因组(GenBank登录号:OM103797),其长度范围为15 367~20 649 bp,包含37~39个基因[13个PCGs、2个rRNA基因(rrnL和rrnS)和22~24个tRNA基因],AT含量均在75%以上;13个PCGs的起始密码子均为ATN,终止密码子为TAA或T–;与推测的祖先序列不同,新测序的土蜂科5个线粒体基因组出现了复杂的基因重排事件,其主要是基GDC-0068核磁因区trnS1-trnE-trnF-nad5-trnH中一些基因位置的改变和基因区trnI-trnQ-trnM-nad2-trnW-trnC-trnY-cox1-immunity abilitytrnL2-cox2-trnK发生的异位倒置,此外,trnF,trnS1,trnE,trnH和nad5基因的位置也发生了改变;13个PCGs的Ka/Ks和核苷酸多样性π均表明cox1是最保守的基因;ML树和BI树的结果均显示土蜂科为单系群,土蜂科与蛛蜂科(Pompilidae)互为姐妹群关系,土蜂科中Colpa属和Scolia属以及Megacampsomeris属和Camposmeris属都表现出了较近的亲缘关系。【结论】本研究初步鉴定了土蜂科线粒体基因组的特征,为进一步的研究奠定了基础,基于线粒体基因组的系统发育分析显示土蜂科是一个单系。