四种来自基础蜜蜂家族准蜂科(膜翅目:蜜蜂总科)的新线粒体基因组
四种来自基础蜜蜂家族准蜂科(膜翅目:蜜蜂总科)的新线粒体基因组
包括200多种独居蜂在内的准蜂科(Melittidae)生活在新北极和旧世界的温带和干旱生态系统中。人们认为准蜂科是单系群并且是所有其他蜂种的基础。但多基因和线粒体基因组数据表明,准蜂科是复系的并与分舌蜂科(Colletidae)存在密切关系。然而,到目前为止,只有一个准蜂科线粒体基因组是可用的(Rediviva intermixta)。因此,研究人员对属于准蜂科的4种物种的线粒体基因组进行了新的测序和组装,这4个物种来自3个种族中的4个属(Dasypoda hirtipes、Melitta schultzei、Capicola nanula和Samba griseonigra)。这些新的数据将允许在未来对这个公认的基础蜜蜂家族的线粒体基因组的进化进行更全面的评估。
4种物种的线粒体基因组进行了新的测序和组装结果显示,Dasypoda hirtipes、Melitta schultzei、Capicola nanula和Samba griseonigra完整的线粒体基因组长度分别为18594bp、20324bp、15884bp和16978bp,由13个蛋白编码基因(PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和非编码线粒体控制区域组成。线粒体基因组的平均A+T含量范围为74.15%(D. hirtipes)~84.97%(S. griseonigra)。所有物种的总基因含量和碱基组成与Rediviva intermixta(A+T含量为79.9%)和分舌蜂科物种相似。C. nanula和S. griseonigra的正链上编码了4个蛋白质编码基因(PCGs),D. hirtipes编码了8个,M. schultzei编码了9个,其余的PCGs均在负链上。根据物种的不同,5到6个PCGs使用ATT作为起始密码子,4到6个使用ATG,1到3个使用ATA。大多数PCGs典型的终止密码子TAA,而在D. hirtipes中1个PCG以TAG为终止子,在S. griseonigra中3个PCG以TAG为终止子,同时M. schultzei,C. nanula和S. griseonigra中的1个PCG以不完全终止信号T结束。可完全注释的D. hirtipes的序列12S rRNA和16S rRNA分别为753 bp和1328 bp。22个tRNA基因的大小在61~78bp之间。trnG的tRNA在D. hirtipes中无法恢复。控制区域在所有的线粒体基因组中被分隔;类似地,rrnL在S. griseonigra中被分隔,rrnL和rrnS在C. nanula中被分隔,cox3和atp6在M. schultzei中被分隔。PCGs和rRNAs的基因顺序在蜜蜂中似乎是保守的,在准蜂科中发现tRNA重排,这在膜翅目线粒体基因组中很常见。利用数据集中新的线粒体基因组和所有蜜蜂中完整发表的线粒体基因组进行系统发育评估,这支持了准蜂科的单系性以及其基础地位。
总的来说,该研究报道了来自3个种族中的4个属(Dasypoda hirtipes、Melitta schultzei、Capicola nanula和Samba griseonigra)的新的完整线粒体基因组,他们属于基本蜜蜂家族分支的准蜂科。线粒体基因组长度在15884~20324bp之间,由一组典型的13个蛋白质编码基因、22个tRNAs、2个rRNAs和控制区域组成。这些新的线粒体基因组将准蜂科可用的线粒体基因组数量增加到5个,且有助于阐明蜂科的系统发育关系及其在蜜蜂类中的地位。
值得注意的是,该研究中3种蜜蜂Melitta schultzei、Capicola nanula和Samba griseonigra的基因组DNA使用BioEcho的EchoLUTION血液DNA高产提取试剂盒进行提取用于后续文库的构建。