五种灰蝶线粒体基因组比较的研究及其系统发生分析

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1、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽师范大学有关保留、使用学位论文的规定：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的

2、学位论文在解密后适用本授权书。学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者获学位后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：五种灰蝶线粒体基因组比较研究及其系统发生分析张兰兰安徽师范大学硕士学位论文二○一三年四月本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合安徽师范大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名:主席:(工作单位、职称)委员:导师:五种灰蝶线粒体基因组比较研究及其系统发生分析摘要昆虫线粒体基因组为闭合双链环状DNA分子，大小一般为15至16kb，由典型的37个基因组成：13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和一个非编码区，它们可以为研

3、究动物类群的系统发生关系提供大量的性状特征。除了核酸和氨基酸序列，基因的排列顺序、tRNA和rRNA二级结构以及通用遗传密码的组成偏倚也能为系统发生推论提供证据。近一、二十年来，随着DNA扩增和测序技术的不断发展，基于线粒体全序列的昆虫系统学研究比以往越来越普遍。至今，已测定的线粒体基因组在昆虫各个类群中的分布还不均匀，少数目级分类阶元，如毛翅目和蚤目等，一些科级分类阶元在基因库中仍然缺乏或较少出现公开发表的全序列资料。本文利用longPCR和分子克隆相结合的方法测得灰蝶科五个物种：银灰蝶、红灰蝶、蓝灰蝶、黄灰蝶、玳灰蝶的线粒体基因组全序列。同时，从比较基因组和进化生物学的角度对这

4、些新测定的线粒体基因组和其他已报道的蝶类线粒体基因组作了比较分析。结果显示：银灰蝶、红灰蝶、蓝灰蝶、黄灰蝶、玳灰蝶线粒体基因组长度分别为15162bp、15280bp、15330bp、15225bp、15313bp，都包括13个蛋白质编码基因（ATP6，ATP8，COI-III，ND1-6，ND4L，Cytb）、22个tRNA基因、2个rRNA基因（lrRNAandsrRNA）以及非编码的控制区；然而，玳Leu(UUR)b灰蝶控制区中多出一个tRNA，而其他四个物种线粒体基因组的基因排列顺序和方向与其他鳞翅目昆虫相一致，未出现基因重排或基因缺失现象。五个物种的所有蛋白质编码基因中，

5、除了COI基因的起始密码子是CGA外，其余的蛋白质编码基因都以标准的ATN作为起始密码子；五个物种的COI和COII的终止密码子均为不完全密码子T，此外银灰蝶和黄灰蝶的ND4基因以及蓝灰蝶、黄灰蝶和玳灰蝶的ND5基因也以不完全密码子T为终止密码子，蓝灰蝶和黄灰蝶的ND3基因为TAG，其余基因都以TAA为终止密码子。五个物种的线粒体基因间均有少量的间隔区和重叠区。间隔区个数12至15个，总长123bp至213bp；重叠区个数9至12个，总长24bp至31bp，TrpCys最长的重叠区位于tRNA与tRNA基因之间，都重叠8bp。此外，ATP8I与ATP6之间重叠7个碱基（ATGATA

6、A）。五个物种的控制区在标志序列“ATAGA”后都紧跟一个19bp的poly(T)结构，并且都存在很多微卫星重复序列（如poly(A)和poly(T)、(TA)n和(AT)n）。除了黄灰蝶外，其他四个物种的控制区都含有大片段的重复结构。为了探讨灰蝶科科内及科间的系统发生关系，本研究以茶小卷叶蛾（Adoxophyeshonmai）为外类群，基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因全序列，使用贝叶斯推论法（bayesianinference,BI）和最大似然法（maximumlikelihood,ML）重建了24种鳞翅目代表性物种的系统发生树。两种系统树的拓扑结构相同：（（（（灰蝶科+蚬蝶

7、科）+蛱蝶科）+粉蝶科）+弄蝶科）+凤蝶科。灰蝶科亚科间的系统发生关系为：（（（（（玳灰蝶+黄灰蝶）+蓝灰蝶）+（朝灰蝶+祖灰蝶））+红灰蝶）+塔银线灰蝶）+银灰蝶。关键词：灰蝶科；线粒体基因组；系统发生关系；银灰蝶；红灰蝶；蓝灰蝶；黄灰蝶；玳灰蝶IIThecompletemitochondrialgenomesoffiveLycaenidbutterflyspeciesandtheirphylogeneticimplicationsAbstractInsectmit