1、doi:10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.048基于线粒体 16S rRNA 基因序列探讨中气门亚目的系统发育关系杨慧娟,陈 婷,董文鸽(大理大学 病原与媒介生物研究所 云南省自然疫源性疾病防控技术重点实验室,大理 671000)摘 要 为了解中气门亚目物种线粒体 16S rRNA 基因全序列信息及系统发育关系,采用 PCR 方法对粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)的线粒体基因组进行测序,并结合 NCBI 数据库中中气门亚目多数类群的序列信息。利用生物信息学软件对中气门亚目物种的线粒体 16S rRNA 基因进行比较分析,进一步探讨中气门亚目物种
2、间的系统发育及亲缘关系。结果表明:中气门亚目物种线粒体 16S rRNA 基因的 AT 含量远高于 GC 含量;遗传距离在 0.111 0.359,平均遗传距离为 0.291。碱基转换与颠换比值以及序列饱和性分析显示,中气门亚目物种线粒体 16S rRNA基因具有较大的进化潜能,适合用于系统发育分析。使用 ML 法和 BI 法构建的系统发育树显示寄螨科与土革螨科形成姐妹分支,与传统分类结果存在差异;大部分同科的物种总是优先聚在一起,表明线粒体 16S rRNA 基因用于构建中气门亚目的系统发育关系具有稳定、可靠的特点。结果为后续研究中气门亚目物种的系统发育关系奠定基础。关键词 中气门亚目;DN
3、A 条形码;线粒体基因组;16S rRNA;系统发育中图分类号 Q969.91文献标识码 A文章编号 2095-1736(2023)04-0048-06Phylogenetic relationship of Mesostigmata based on the mitochondrial 16S rRNA gene sequenceYANG Huijuan CHEN Ting DONG Wenge Yunnan Provincial Key Laboratory for Zoonosis Control Institute of Pathogens and Vectors Dali Unive
4、rsity Dali 671000 China Abstract To understand the complete sequence information of mitochondrial 16S rRNA gene and the phylogenetic relationships of Me-sostigmata species the mitochondrial genome of Parasitus fimetorum was sequenced by PCR and combined with the sequence informa-tion of most taxa of
5、 Mesostigmata in the NCBI database.A comparative analysis of mitochondrial 16S rRNA genes of Mesostigmata spe-cies was performed using bioinformatics software to further explore the phylogeny and relation among Mesostigmata species.The results showed that the AT content of the mitochondrial 16S rRNA
6、 genes of Mesostigmata species was much higher than the GC content the genetic distance ranged from 0.111 to 0.359 with an average genetic distance of 0.291.The base conversion to inversion ratio and se-quence saturation analysis showed that the mitochondrial 16S rRNA genes of Mesostigmata species h
7、ad a high evolutionary potential suitable for phylogenetic analysis.The phylogenetic trees constructed using ML and BI methods showed that Parasitidae formed sister branches with the Ologamasidae which differed from the traditional taxonomic results.Most species of the same family always preferen-ti
8、ally clustered together indicating that the mitochondrial 16S rRNA gene was used to construct phylogenetic relationships of Mesostig-mata with stable and reliable characteristics.The above results provided a foundation for the subsequent study of the phylogenetic rela-tionships of Mesostigmata speci
9、es.Keywords Mesostigmata DNA barcoding mitochondrial genome 16S rRNA phylogeny 中气门亚目(Mesostigmata)在动物学分类上隶属于节肢动物门(Arthropoda)、蛛形纲(Arachnida)、蜱螨亚纲(Acari)、寄螨总目(Parasitiformes)1,是寄螨总目中生物多样性最为丰富的类群,其分布十分广泛、种类84第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.2023收稿日期:2022-05-06;最后修回日期:202
10、2-05-25基金项目:国家自然科学基金项目(32060143);云南省重大科技计划专项(202102AA310056)作者简介:杨慧娟,硕士,主要研究方向为病原生物学,E-mail:1024251899 通信作者:董文鸽,博士,副研究员,主要研究方向为病原生物学,E-mail:dongwenge2740 繁多,有着极其多样化的生活方式和栖息地,由捕食螨、有益螨和寄生螨组成2-3。中气门亚目共包括 25个总科,109 个科,878 个属,约 11 424 种4,它们是森林土壤生态系统分解过程的重要调节者,在土壤分解食物网中占据一个高营养级5。许多中气门亚目物种是线虫、其他螨类、弹尾虫以及小型昆
11、虫幼虫的捕食者;大多数物种喜欢富含有机质、土壤水分高、土壤温度中等、pH 值低的生境6-7。因此,这些中气门亚目物种的存在/不存在可以反映土壤中微生物区系(真菌和细菌)、微型动物(线虫)、中型动物(其他蠕虫和弹尾目动物)以及有机质的理化条件8。也有许多中气门亚目物种与人类生活和农牧业的生产发展密切相关,具有重要的医学和社会经济意义9。如耶氏厉螨(Laelaps jettmari)和格氏血厉螨(Haemolaelaps glas-gowi)自然携带肾综合征出血热病毒(haemorrhagic fe-ver with renal syndrome,HFRS);狄斯瓦螨(Varroa de-stru
12、ctor)可对全世界养蜂业造成主要威胁;甜菜寄螨(Parasitus beta)可以降低烟草幼苗的产量;甲虫寄螨(Parasitus coleoptratorum)常捕食家蝇幼虫;剑毛帕厉螨(Stratiolaelaps scimitus)是一种重要的捕食性螨,主要用于防治食用菌和温室害虫10-14。线粒体基因组具有结构简单,母系遗传,拷贝数量多、进化速度快且不同基因进化速率不同等特点,已被广泛用于生物地理学、分子进化模式、系统发生学和种群遗传学等研究15。近年来,随着 DNA 条形码技术的快速发展,越来越多的 DNA 条形码被广泛应用于物种的鉴定、分子系统的分类及系统发育关系的研究。线粒体
13、16S rRNA 基因具有适中的进化速率,常被用于物种的系统进化和分类研究16。目前,大部分研究集中在昆虫和哺乳动物线粒体 16S rRNA 基因的进化研究,少有研究利用单个线粒体基因分析螨类不同阶元在分子水平上的差异及科属种间的亲缘关系。本研究通过测定粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)的线粒体基因组全序列,并结合 NCBI 数据库中已有的中气门亚目22 个物种的线粒体 16S rRNA 基因全序列,对中气门亚目 23 种革螨的线粒体 16S rRNA 基因全序列进行比较分析及系统发育研究。目的是基于线粒体 16S rRNA 基因全序列探讨中气门亚目物种的系统发育关系,为后续研
14、究中气门亚目物种的系统发育关系提供依据。1 材料与方法1.1 材料从云南省丽江市捕获的齐氏姬鼠(Apodemus chev-rieri)体表采集粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)(登录号为 NC061975),捕获的齐氏姬鼠按照“一鼠一袋”原则进行体表寄生螨的采集,“全捕法”采集体表寄生螨,按照“一鼠一瓶”原则将采集的螨虫标本置于盛有95%乙醇的 EP 小管中,放置于-80 超低温冰箱保存以备用,粪堆寄螨及其宿主齐氏姬鼠标本均保存在大理大学病原与媒介生物研究所。所有用于捕捉齐氏姬鼠的方法和程序都经过大理大学动物伦理委员会的审查和批准,批准号为 MECDU-201806-11。1
15、.2 方法1.2.1 DNA 提取、PCR 扩增和序列测定用 DNeasy 血液和组织试剂盒(QIAGEN)提取基因组 DNA。使用节肢动物中高度保守的引物对 12SF(TACTATGTTACGACTTAT)和 12SR(AAACTAGGATT-AGATACCC)通 过 聚 合 酶 链 反 应(PCR)初 步 扩 增12S rRNA 基因的短片段。将获得的扩增产物送至赛默飞世尔科技公司(广州)使用 Sanger 法测序,以获得12S rRNA 基因的部分序列。再根据获得的 12S rRNA基因短片段的保守序列进一步设计粪堆寄螨的特异引物 m12SF(GCGTTGTATCCTTTATAGGGCA
16、AATTCCTC)和 m12SR(CAGTTAAGTACGTTAGGTCAAGGTGCAGC),用特异引物进行 PCR,产生约 15 kb 的扩增子片段。Takara Ex Taq 酶用于短片段扩增,PCR 反应条件:94 预变性 3 min;94 变性 1 min,48 65 退火1 min,54 延伸 1 min,共 37 个循环;72 终止延伸10 min。Takara LA Taq 酶用于长片段扩增,反应条件:96 预变性 1 min;96 变性 10 s,56 60 退火40 s,58 68 延伸 9 min,共 40 个循环;68 终止延伸 15 min。在实验过程中,同时进行阳性
17、和阴性对照实验以确保实验结果准确性。使用琼脂糖凝胶(1%)进行电泳,通过与 Markers 值比较估计 PCR 扩增子的大小。PCR 产物使用 Wizard SV Gel and PCRclean-up sys-tem(Promega)试剂盒纯化后送往美吉生物公司通过Illumina Miseq PE250 platform 进行高通量测序。1.2.2 序列组装和基因识别用 Geneious Prime 2021.0.117软件将测序结果按照参数:Minimum overlap 50 bp,Minimum Overlap Iden-tity 98%进行组装,以获得粪堆寄螨线粒体基因组全序列。组
18、装完成的数据在 NCBI 数据库进行 BLAST 比对识别蛋白编码基因,通过 ARWEN18和 tRNAscan-SE19查找识别 tRNA 基因,ARWEN 采用默认设置,而tRNAscan-SE 设 置 如 下:Search Mode=EufindtRNA-Cove,Source=Nematode Mito,Genetic Code=Inverte-brate Mito,Cove score cutoff=0.1,rRNA 基因根据基因间的相对位置进行比对识别。1.3 序列分析利用 Geneious Prime 2021.0.1 软件抽提粪堆寄螨线粒体 16S rRNA 基因全序列,从 N
19、CBI 数据库下载中气门亚目 10 科 17 属 22 种(代表中气门亚目已测序的多数类群)的线粒体 16S rRNA 基因全序列(表 1),并对中气门亚目 23 种革螨的线粒体 16S rRNA 基因全序94第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.2023列进行比较分析及系统发育研究。为进一步提高测序结果的准确性,在 NCBI 数据库对 16S rRNA 基因全序列进行 BLAST 比对。用 MEGA X20软件计算线粒体16S rRNA 基因的碱基含量、遗传距离、保守位点(Con-served site
20、s)、变异位点(Variable sites)及简约信息位点(Parsimony informa-tive sites)。运用 Clustal X 2.021进行序列比对。使用 DAMBE22软件进行碱基替换饱和性分析。选择美洲鲎(Limulus polyphemus)(JX983598)和圆尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)(MW446894)作为 外 群,利 用 MEGA X 软 件 使 用 最 大 似 然 法(Maximum likelihood,ML)构建 ML 树。使用 Partition Finder23软件基于 Bayesian Informatio
21、n Criterion(BIC)选择贝叶斯树最佳核苷酸替代模型为 TVM+I+G。根据获得的最佳核苷酸替代模型利用贝叶斯 3.2.724软件使用贝叶斯推断法(Bayesian inference,BI)构建 BI树。用自展检验(bootstrap test)评估所构建 ML 树的可靠性,重复 1 000 次以评估各分支的置信值;采用马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法构建 BI 树,共运行 100 万代,每 1 000 代抽样一次,并舍去前 25%的老化样本。表 1 中气门亚目物种信息Table 1 Information on the spec
22、ies of Mesostigmata科Family物种Species登录号Accession numberA/%T/%G/%C/%AT/%GC/%AT-Skew GC-Skew瓦螨科(Varroidae)狄斯瓦螨(Varroa destructor)AJ49312440.143.07.79.283.116.9-0.03-0.09土革螨科(Ologamasidae)Stylochyrus rariorGQ92717637.439.37.016.376.723.3-0.02-0.40寄螨科(Parasitidae)粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)NC06197537.238.3
23、8.615.975.524.5-0.01-0.30皮刺螨科(Dermanyssidae)鼻刺螨科(Rhinonyssidae)王氏寄螨(Parasitus wandunqingi)鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae)Tinaminyssus melloiPtilonyssus chlorisMK270528MW044618MN557820MN55781938.242.839.540.438.040.536.542.98.24.87.411.815.611.916.64.976.283.376.083.323.816.724.016.70.000.030.04-0.03-0.31
24、-0.43-0.38 0.41蠊螨科(Blattisociidae)跗蠊螨(Blattisocius tarsalis)基氏蠊螨(Blattisocius keegani)MK270529MH12021140.738.836.941.85.15.617.313.877.680.622.419.40.05-0.04-0.54-0.42厉螨科(Laelapidae)Coleolaelaps c.f.liuiMK27052431.842.17.019.173.926.1-0.14-0.46林氏下盾螨(Hypoaspis linteyini)剑毛帕厉螨(Stratiolaelaps scimitus)
25、MK270530MK91204235.739.946.241.25.910.212.28.781.981.118.118.9-0.13-0.02-0.35 0.08植绥螨科(Phytoseiidae)智利小植绥螨(Phytoseiulus persimilis)GQ22241440.642.311.45.782.917.1-0.020.33西方盲走螨(Metaseiulus occidentalis)EF22176045.838.58.17.684.315.70.090.03尼氏真绥螨(Euseius nicholsi)KM99998938.144.112.85.082.217.8-0.070
26、.44津川钝绥螨(Amblyseius tsugawai)MW72937637.443.913.25.581.318.7-0.080.41斯氏钝绥螨(Amblyseius swirskii)MW72937737.846.910.64.784.715.3-0.110.39双雌螨科(Diplogyniidae)Quadristernoseta c.f.intermediaMK27052141.435.75.717.277.122.90.07-0.51Quadristernoseta c.f.longigyniumMK27052241.136.95.916.178.022.00.05-0.46Mic
27、rodiplogynium sp.MK27052339.737.16.017.276.823.20.03-0.48巨螯螨科(Macrochelidae)光滑巨螯螨(Macrocheles glaber)MK27052538.341.76.113.980.020.0-0.04-0.39家蝇巨螯螨(Macrocheles muscaedomesticae)MK27052638.541.56.213.880.020.0-0.04-0.39那塔利巨螯螨(Macrocheles nataliae)MK27052736.944.25.613.381.118.9-0.09-0.4105第 40 卷第 4 期
28、2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.20232 结果与分析2.1 序列分析本研究所测序的粪堆寄螨属于寄螨科,线粒体基因组全序列已提交至 GenBank(登录号为 NC061975),其线粒体 16S rRNA 基因全长为 1 194 bp,比大部分中气门亚目物种的线粒体 16S rRNA 基因长。4 种碱基组成分别为 37.2%A、38.3%T、8.6%G、15.9%C。中气门亚目用于分析的 23 种革螨的线粒体 16S rRNA基因长度在 1 0441 210 bp(表 1),序列总体长度差异不大。对中气门亚目 23 种革
29、螨的线粒体 16S rRNA 基因序列进行比对和修剪后,最终得到 1 020 bp 的串联序列用于比较分析,发现未存在大的缺失和插入。共有 256 个保守位点,762 个变异位点,666 个简约信息位点,95 个单一信息位点。物种间碱基组成略有差异:A(31.8%45.8%)、T(35.7%46.9%)、G(4.8%13.2%)和 C(4.7%19.1%)。大部分物种的 AT 偏斜和 GC 偏斜为负值,表明中气门亚目大部分物种线粒体 16S rRNA 基因更偏好使用 T 和 C 碱基。序列碱基转换数(636)远大于颠换数(85),且转换与颠换比值R 为 7.51。2.2 遗传距离与替换饱和分析
30、 利用 Kimura 双参数法计算中气门亚目物种间线粒体 16S rRNA 基因的遗传距离(表 2),计算结果显示,中气门亚目 23 种革螨的遗传距离在 0.111 0.359,平均遗传距离为 0.291。寄螨科的粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)与王氏寄螨(Parasitus wandun-qingi)的遗传距离最小(0.111);双雌螨科的 Quadris-ternoseta c.f.intermedia 与厉螨科的剑毛帕厉螨(Stra-tiolaelaps scimitus)的遗传距离最大(0.359)。使用DAMBE 软件分析中气门亚目 23 种革螨线粒体 16S rR
31、NA 基因的碱基替换饱和性,以遗传距离为横坐标,转换与颠换比值为纵坐标构建碱基替换饱和分析散点图,以检测线粒体 16S rRNA 基因的系统发育信号(图 1)。可以看出,遗传距离和转换与颠换比值呈明显的线性关系。表明中气门亚目 23 种革螨线粒体 16S rRNA 基因的碱基替换未达到饱和,可以利用线粒体 16S rRNA 基因分析中气门亚目 23 种革螨的系统发育关系。表 2 中气门亚目 23 个物种线粒体 16S rRNA 基因的遗传距离Table 2 Genetic distance of mitochondrial 16S rRNA genes in 23 species of Mes
32、ostigmata1234567891011121314151617181920212223120.25930.271 0.24940.284 0.313 0.30350.274 0.244 0.187 0.32260.276 0.266 0.269 0.296 0.26570.300 0.327 0.283 0.315 0.111 0.31280.307 0.307 0.288 0.304 0.310 0.315 0.32390.319 0.323 0.323 0.314 0.344 0.328 0.256 0.25610 0.273 0.325 0.344 0.295 0.334 0.29
33、9 0.349 0.334 0.33311 0.261 0.294 0.275 0.254 0.304 0.283 0.291 0.276 0.323 0.29012 0.278 0.323 0.284 0.278 0.304 0.305 0.308 0.293 0.303 0.302 0.16213 0.261 0.278 0.249 0.269 0.307 0.286 0.294 0.286 0.318 0.291 0.193 0.21014 0.211 0.310 0.281 0.270 0.299 0.291 0.293 0.288 0.296 0.300 0.222 0.231 0.
34、22715 0.239 0.283 0.308 0.293 0.299 0.285 0.333 0.332 0.324 0.253 0.278 0.281 0.281 0.28616 0.231 0.271 0.327 0.329 0.303 0.296 0.344 0.327 0.338 0.295 0.289 0.303 0.317 0.309 0.24917 0.239 0.293 0.291 0.307 0.300 0.279 0.313 0.310 0.305 0.309 0.302 0.283 0.310 0.293 0.258 0.29318 0.270 0.317 0.302
35、0.291 0.320 0.310 0.322 0.319 0.335 0.308 0.313 0.309 0.322 0.283 0.305 0.308 0.25319 0.249 0.276 0.283 0.293 0.280 0.290 0.318 0.322 0.309 0.296 0.278 0.268 0.293 0.291 0.256 0.279 0.231 0.31320 0.291 0.232 0.227 0.317 0.240 0.283 0.314 0.312 0.340 0.349 0.302 0.305 0.319 0.298 0.298 0.319 0.289 0.
36、305 0.28121 0.276 0.230 0.229 0.322 0.250 0.268 0.307 0.294 0.322 0.359 0.296 0.315 0.290 0.294 0.318 0.314 0.296 0.310 0.283 0.20422 0.309 0.308 0.299 0.318 0.313 0.259 0.307 0.318 0.332 0.324 0.290 0.299 0.296 0.308 0.332 0.335 0.320 0.333 0.317 0.299 0.30323 0.284 0.300 0.291 0.230 0.308 0.284 0.
37、285 0.296 0.307 0.302 0.247 0.242 0.256 0.151 0.298 0.334 0.303 0.298 0.275 0.310 0.312 0.328 注:1 为光滑巨螯螨(Macrocheles glaber);2 为 Stylochyrus rarior;3 为尼氏真绥螨(Euseius nicholsi);4 为智利小植绥螨(Phytoseiulus persimil-is);5 为粪堆寄螨(Parasitus fimetorum);6 为津川钝绥螨(Amblyseius tsugawai);7 为王氏寄螨(Parasitus wandunqingi)
38、;8 为西方盲走螨(Meta-seiulus occidentalis);9 为 Quadristernoseta c.f.intermedia;10 为 Quadristernoseta c.f.longigynium;11 为 Microdiplogynium sp.;12 为斯氏钝绥螨(Amblyseius swirskii);13 为狄斯瓦螨(Varroa destructor);14 为家蝇巨螯螨(Macrocheles muscaedomesticae);15 为那塔利巨螯螨(Macrocheles na-taliae);16 为鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae)
39、;17 为林氏下盾螨(Hypoaspis linteyini);18 为 Coleolaelaps c.f.liui;19 为 Tinaminyssus melloi;20 为跗蠊螨(Blattisocius tarsalis);21 为剑毛帕厉螨(Stratiolaelaps scimitus);22 为基氏蠊螨(Blattisocius keegani Fox);23 为 Ptilonyssus chloris。2.3 系统发育分析以美洲鲎(Limulus polyphemus)和圆尾鲎(Carci-noscorpius rotundicauda)为外群,利用最大似然法(ML)和贝叶斯推断
40、法(BI)构建系统发育树(图 2 和图 3)。15第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.2023两种方法构建的系统发育树形成的拓扑结构略有区别,但系统发育树的每个节点支持率都较高。中气门亚目 23 种革螨根据遗传距离及亲缘性将系统发育树分成两个部分,双雌螨科的 3 个物种单独构成一个进化分支,位于系统发育树的基部。其余 9 科 15 属 20种共同构成系统发育树的第二大分支。在 ML 树和 BI树中,本研究的粪堆寄螨(Parasitus fimetorum)均与王氏寄螨(Parasitus wandunq
41、ingi)聚在一起,再与土革螨科的物种(Stylochyrus rarior)形成姐妹分支,表明在中气门亚目中,寄螨科与土革螨科的亲缘关系更近。各科间的系统发育关系都很清晰,除了剑毛帕厉螨(Stra-tiolaelaps scimitus)的系统发育地位在两种系统发育树中存在分歧,ML 和 BI 树均显示它与狄斯瓦螨(Varroa destructor)的亲缘关系最近(图 2 和图 3)。图 1 碱基替换饱和性分析Figure 1 Base substitution saturation analysis节点上的数字表示 bootstrap 值。图 2 基于线粒体 16S rRNA 基因构建的
42、最大似然树Figure 2 Maximum likelihood tree constructed based on mitochondrial16S rRNA gene sequences3 讨论与结论本文分析中气门亚目 10 科 17 属 23 种革螨的线粒体 16S rRNA 基因序列信息及系统发育关系。结果发现中气门亚目物种 AT 含量远高于 GC 含量,呈明显的 AT偏好性。通常鸟类、哺乳类等高等动物线粒体基因组的GC 含量高于 AT 含量,而无脊椎动物等低等动物线粒体基因组的 AT 含量高于 GC 含量25。4 种碱基(A、T、G、C)不对称的突变和选择压力会导致碱基组成的偏好性,
43、一般来自基因的复制和转录26。复制起始点的方向与 GC 含量相关,而复制起始点方向的改变、基因方向以及密码子位置的改变随 AT 含量的变化而变化27。因此,线粒体基因组中碱基组成的偏好性对研究线粒体基因组的复制和转录有重要意义。节点上的数字表示后验概率。图 3 基于线粒体 16S rRNA 基因构建的贝叶斯系统发育树Figure 3 Bayesian phylogenetic tree constructed based onmitochondrial 16S rRNA gene sequences物种的进化反映在基因的变异,动物线粒体基因组的进化主要与碱基转换和颠换有关,且转换发生的频率高于
44、颠换28。常用碱基转换与颠换比值 R 估算序列饱和度,若 R2,则表示基因序列未达到突变饱和;若 R2,则表示基因序列已达到突变饱和,受进化噪音影响的可能性较大,构建系统进化树时若不进行加权就会导致构建错误的进化树29。物种之间的分歧时间越短、亲缘关系越近,其转换与颠换比值也就越大。中气门亚目物种线粒体 16S rRNA 基因序列的转换与颠换比值为 7.51,远大于 2,表明中气门亚目 23种革螨线粒体 16S rRNA 基因序列未达到饱和,具有较强的进化潜力,并随时间推移和环境等因素的改变响应的适应性进化能力越强。遗传距离通常反映物种丰富的遗传多样性或变异性,遗传距离越大,表明亲缘关系越远,
45、遗传多样性或变异性就越高;相反,遗传距离越小,表明亲缘关系越近,遗传多样性或变异性就越低30。根据遗传距离结果显示,Quadristernoseta c.f.intermedia 与剑毛帕厉螨(Stratiolaelaps scimitus)之间亲缘关系最远(0.359);粪堆寄螨与王氏寄螨(Parasitus wandunqingi)之间亲缘关系最近(0.111),科内物种间的遗传距离范围明显小于它们与不同科间物种的遗传距离范围,表明线粒体25第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.202316S rRN
46、A 基因序列的遗传距离可用于界定物种及其所在高阶分类单元的地位。系统发育树作为研究种群关系的方法之一,在后生动物线粒体基因组中得到了广泛应用31。多年来,中气门亚目不同分类群之间的系统发育关系一直存在争议,特别是高阶分类群间的系统发育关系没有得到解决32。Klompen 等33利用核糖体 18S rDNA 和 28S rDNA 基因在股(cohort)水平上对寄螨总目进行系统发育分析,显示革螨股(Gamasina)是单系群。Li 等34利用 13 个蛋白编码基因和 2 个 rRNA 基因对中气门亚目部分物种进行系统发育分析,显示中气门亚目是单系群。本文基于线粒体 16S rRNA 基因序列构建
47、了中气门亚目 23 种革螨的系统发育树,ML 和 BI 树均显示中气门亚目是单系群,且每个节点支持率都很高,说明中气门亚目各科间的亲缘关系较近,这与 Li 等34的结果相同,进一步表明线粒体 16S rRNA 基因用于构建中气门亚目物种的系统发育关系具有稳定、可靠的特点。双雌螨科位于 ML 树和 BI 树的基部,说明双雌螨科是中气门亚目中较早分化的类群。本研究测序的粪堆寄螨隶属于寄螨科,在传统的形态学分类上,寄螨科被认为与囊螨科和植绥螨科的亲缘关系较近35,本文及文献34构建的系统发育树显示,寄螨科与土革螨科形成了姐妹群,与传统分类存在差异,表明分子分类与传统的形态学分类不完全一致。剑毛帕厉螨
48、(Stratiolae-laps scimitus)的系统发育位置在 ML 和 BI 树中存在分歧,但都显示与狄斯瓦螨(Varroa destructor)有着较近的亲缘关系。除厉螨科外,大部分同科或同属的物种总是以较高的置信度优先聚在一起,有些科仅有一个物种代表,但都与其亲缘关系较近的科一起构成姐妹群。通过分析中气门亚目 10 科 17 属 23 种革螨的线粒体 16S rRNA 基因序列,发现中气门亚目物种线粒体16S rRNA 基因仍存在较强的进化潜能,遗传距离及系统发育分析为后续研究中气门亚目物种的系统发育关系提供依据。由于部分类群的分子分类与传统的形态学分类不完全一致,后续应对中气门
49、亚目更多物种的形态及分子等方面进行更深入全面的研究。参考文献 1 SUN E T LI C P NIE L W et al.The complete mitochondrial ge-nome of the brown leg mite Aleuroglyphus ovatus Acari Sarcopti-formes evaluation of largest non-coding region and unique tRNAs J.Experimental and Applied Acarology 2014 64 2 141-157.2 ASHLEY P G D BARRY M O.P
50、hylogenetic relationships within the suborder Dermanyssina Acari Parasitiformes and a test of der-manyssoid monophyly J.International Journal of Acarology 2010 36 4 298-311.3 ZHANG Z Q.Animal biodiversity an outline of higher-level classifi-cation and survey of taxonomic richness M.New Zealand Magno
