论文部分内容阅读
杯环线虫是寄生于马属动物盲肠和结肠内常见的小型圆线虫。宿主被感染后,会出现精神萎靡、营养不良、贫血等症状,严重时可导致死亡,给畜牧业养殖造成较大的经济损失。因此,线虫的准确鉴定和分类,对圆线虫病的诊断和防控非常重要。目前国内外学者对杯环线虫的研究仅限于虫体的形态特征、生活史、流行病学和疾病防治等,而关于分子生物学方面的研究相对较少。本研究利用高通量测序技术首次对辐射杯环线虫(Cylicocyclus radiatus)和耳状杯环线虫(Cylicocyclus auriculatus)的线粒体全基因组进行测序,运用多种生物学软件对线粒体基因组的碱基组成,蛋白编码基因的密码子使用偏好性,tRNA基因二级结构等进行分析,并探讨了两种杯环线虫与其它圆线虫间的亲缘关系。结果如下:1.辐射杯环线虫线粒体基因组的长度为13 836 bp,包括36个基因和2个非编码区。基因的排列顺序为GA3型,所有基因分布在同一条链(H链)上,并以相同的方向进行转录(5’至3’)。线粒体全基因组的A+T含量为74.98%,A、T、G、C四个碱基含量分别为30.02%、44.96%、17.49%和7.53%。在12个蛋白编码基因中,ND1、ND2和ND4基因以TTG为起始密码子,其余9个基因均以ATT为起始密码子;COⅢ基因以不完整“T”为终止密码子,其余11个基因以TAA和TAG为终止密码子。所有tRNA基因的二级结构都不是典型的三叶草结构,仅2个tRNA-Ser基因呈D-loop结构;其它20个tRNA基因均呈TV-loop结构。2.耳状杯环线虫线粒体基因组长度为13 831 bp,基因的数量和排列顺序与辐射杯环线虫一致。全基因组中共出现5处重叠,总重叠数为8 bp。除去非编码区,全基因组中存在19处基因间隔区,共262 bp,其中在ND4L和tRNA-Trp之间的间隔区最大为43 bp。基因组总的A+T含量为75.62%,A、T、G、C碱基含量分别为30.26%、45.36%、17.03%和7.35%。12个蛋白编码基因的起始密码子是常见的ATT和TTG;而COⅢ基因以“T”为终止密码子,ND2以TAG为终止密码子,其余10个基因均以TAA为终止密码子。所有tRNA基因二级结构都不是典型的三叶草结构,大多数二级结构中还存在错配现象,其中常见的是G-U错配,还有少数的U-U、A-G等错配。3.辐射杯环线虫与耳状杯环线虫线粒体基因组的碱基组成和蛋白编码基因的密码子使用均有明显的AT碱基偏好性。对14种圆线虫线粒体基因组的碱基含量分析得出,圆线虫均表现有明显的A、T碱基偏好性,其中马圆形线虫(Strongylus equinus)的A+T含量最高为78.10%,不等齿杯口线虫(Peteriostomum imparidentatum)的A+T含量最低为74.65%;AT skew值均为负值,变化范围在-0.17至-0.23之间;GC skew值均为正值,范围在0.37至0.44之间。14种圆线虫的核苷酸序列经同源性比对分析得出,其同源性范围在77.27%-94.58%之间;其中辐射杯环线虫与耳状杯环线虫的同源性为87.39%。4.串联线粒体12个蛋白编码基因的核苷酸序列,采用ML和BI两种方法重建圆线虫的系统发育树。结果得出,两种方法构建的系统发育树大体一致。内群共形成两大分支:马圆形线虫与普通圆形线虫(Strongylus vulgaris)形成的分支位于内群的基部,辐射杯环线虫、耳状杯环线虫与其余圆线虫聚为一大支,在这个大的分支内,辐射杯环线虫与鼻状杯环线虫(Cylicocyclus nassatus)聚为一小支,耳状杯环线虫与显形杯环线虫(Cylicocyclus insigne)聚在一起。本研究首次对辐射杯环线虫和耳状杯环线虫线粒体基因组进行测序、注释和分析,丰富了圆线虫的线粒体基因组数据库,为今后探讨杯环属线虫之间的亲缘关系提供了基础资料。