金斑喙凤蝶（鳞翅目凤蝶科）四个地理种群的线粒体基因组及其系统发育地位研究

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1、金斑喙凤蝶(鳞翅目：风蝶科)四个地理种群的线粒体基因组及其系统发育地位研究StudyontheCompleteMitochondrialGenomesofTeinopalpusaureusinFourGeographicPopulations(Lepidoptera：Papilionidae)andTheirPositionofPhylogeneticAnalysis专业名称：生物化学与分子生物学申请人：黄莹指导教师：周善义教授论文答辩委员会主席：委员釉鸟剥号金斑喙风蝶(鳞翅目：风蝶科)四个地理种群的线粒体基因组及其系统发育地位研究IIIIlulrlIII

2、IuIIIII研究生：黄莹年级：2。11级导师：周善义教授Y2585070专业：生物化学与分子生物学研究方向：分子系统学摘要蝴蝶是一类比较古老的昆虫，隶属于昆虫纲Insecra鳞翅目Lepidoptera锤角亚目Ropalocera，以其多彩的双翅和轻盈的舞姿为世人青睐，是古今中外许多诗词、传说的重要题材。蝴蝶与人类的生产生活关系密切，可作为观赏、药用和食用昆虫，在人文艺术创作、传粉、环境监测等方面也发挥出重要作用。金斑喙凤蝶TeinopalpUSaureus是一种珍稀大型风蝶，素有“梦幻中的蝴蝶”、“蝶中仙子”之称，隶属于凤蝶科Papilionidae喙

3、凤蝶属Teinopalpus。目前已记录的亚种有5个：指名亚种TeinopalpUSaureusMell、武夷亚种ZaureuswuyiensisLee、海南亚种ZaureushainanensisLee、广西亚种ZaureusguangxiensisChouetZhou和斯金卡亚种ZaureusskinkaiiMori。分布在东南亚地区，北至浙江敕木山，南至越南DongNai，在我国浙江、江西、福建、湖南、广东、广西、海南均有发现。由于其生活习性和生境特殊，极少出现在人类视野中，对其相关研究也比较少，在世界自然保育联盟(IUCNl2004年濒危物种红色名

4、录中被列为DD(Datadeficient)物种，1989年被列为我国I级重点保护物种。本文参考己获得的序列结果，通过常规PCR测得金斑喙凤蝶Zaureus线粒体基因组全序列，对原有的序列结果进行修订，并初步分析基因组的组成和结构特点。利用线粒体rDNA和蛋白质编码基因(PCG)，以茶小叶卷蛾Adoxophyeshonmai和柞蚕Antheraeapernyi为外群，通过MEGA4、PAUP*4．0b10等软件，分别分析47种蝶类昆虫的基因组成、替换饱和性等序列特征，并以最大简约法构建了分子系统树，探讨蝶类不同科、属间和金斑喙凤蝶Zaureus不同地理种群

5、间的相互关系。结果表明：1．金斑喙凤蝶Zaureus线粒体基因组总长为15234+0．5bp，共编码37个基因：蛋白质编码基因13个(ATP6、8，Cytb，COI．III，NDl．6，ND4L)，2个rRNA基因(16SrRNA和12SrRNA)，22个tRNA基因，1个非编码控制区(A+T-richregion)。线粒体基因组各基因的排列顺序和已报道的大部分蝶类相一致，没有发现基因重排和缺失现象。有13个间隔区和12个重叠区，其中tI矾A锄和ND2基因间的间隔区最长，在其他鳞翅目昆虫中，也存在该间隔区。线粒体基因组A+T含量为79．8％士0．01，各段

6、基因也均表现出明显的AT偏向性。除COI基因以CGA作为起始密码子外，其他蛋白质编码基因均以ATN作为起始密码子；COII、ND3和ND4基因以残基T结尾，其他蛋白质编码基因以TAN结尾。使用频率最高的5种密码子是TTA、ATT、”rT、ATA和AAT，占所有密码子使用频率的45．5％，与基因组的AT偏向性一致。除tRNA跚(AGN)缺少DHU臂外，其他tRNA均可构成典型的三叶草结构。不同地理种群的12SrRNA基因长度均为781bp，16SrRNA基因长度为1334．1335bp。A+T丰富区长为396bp，A+T含量为93．60／硅0．06。存在类似

7、微卫星的重复序列：(AT)6、(AT)8G(TA)5-poly．A和poly．T，有一段重复序列“AAATTAATAAATTA”和一段类似拷贝序列“1]噙ATAAATCAAAA”。A+T丰富区的同源性很高，-不同地理种群中仅9个位点发生变异。2．基于rDNA和蛋白质编码基因的蝶类系统发育分析结果表明，凤蝶总科不是单系发生的类群，风蝶科与绢蝶科聚为一支，粉蝶科与灰蝶总科、蛱蝶总科、弄蝶总科聚为1支。基于不同基因构建的MP树中，蛱蝶总科内相互关系不确定，蛱蝶科不构成单系群。弄蝶科在蝶类分支内部，与蛱蝶总科、灰蝶总科和粉蝶科有较远的共同祖先。粉蝶科构成单系分支，

8、但不与凤蝶科、绢蝶科聚为一支，不同于形态分类结果。金斑喙凤蝶Zau