《Mitochondrial DNA Part B》:Mitochondrial genome evaluation and implications for phylogenetic relationships of Haemadipsa hainana song, Zhang and Tan 1977 (Arhynchobdellida: Haemadipsidae)
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本研究首次报道了吸血性陆栖蛭类——海南山蛭(Haemadipsa hainana)的完整线粒体基因组(15,800 bp),揭示其高AT偏好性(77.3%)及保守的基因排列特征。通过系统发育分析明确海南山蛭与H. yanyuanensis、H. crenata的姐妹群关系,为蛭科(Haemadipsidae)物种鉴定、演化历史及生态适应性研究提供关键分子依据。
摘要
海南山蛭(Haemadipsa hainana)作为一种吸血性陆栖蛭类,其种群动态可反映栖息地质量与哺乳动物丰度,但此前其分子系统发育地位尚未明确。本研究首次完成海南山蛭线粒体基因组的测序与注释,基因组全长15,800 bp,包含13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因及一个控制区。碱基组成分析显示其AT含量高达77.3%(A: 34.7%, T: 42.6%),呈现显著AT偏好性。系统发育分析表明,蛭属(Haemadipsa)物种聚为一支,海南山蛭位于由H. yanyuanensis和H. crenata构成的亚支之外。本研究为海南山蛭的物种鉴定及蛭科遗传进化研究提供了重要基因组资源。
引言
海南山蛭隶属于无吻蛭目(Arhynchobdellida)蛭科(Haemadipsidae),其背侧具独特的三条暗色纵纹与浅黄色斑块,主要分布于中国海南岛中东部地区。该物种对土壤湿度、温度及人类活动具有高度适应性,其行为阈值(如温度调节行为阈值为22°C)与近缘种H. tianmushana(18°C)存在差异,反映其对亚热带季风气候的独特适应。基于线粒体COI基因的早期系统发育研究有限,而本研究通过全基因组数据填补了这一空白。
材料与方法
样本采自海南省定安县(N19°70′, E110°32′),使用TIANamp基因组DNA试剂盒提取肌肉组织DNA,通过Illumina NovaSeq平台进行测序。基因组组装采用GetOrganelle v1.7.7.0,注释使用MITOS工具,控制区通过Tandem Repeats Finder识别。系统发育分析基于13个PCGs的联合序列,分别采用最大似然法(ML,GTRGAMMA模型)和贝叶斯推断法(BI,GTR+I+Γ模型)构建进化树,并利用bPTP进行物种界定分析。
结果
海南山蛭线粒体基因组长度显著长于已报道的蛭科近缘种(如H. tianmushana14,625 bp)。基因排列与H. tianmushana、H. yanyuanensis高度保守,但H. crenata存在tRNA-Arg与tRNA-Trp的易位现象。PCGs起始密码子以ATG为主,atp8和nad3使用ATT,nad1使用ATA;终止密码子多为TAA,cox3和nad1为TAG,atp8为不完全T密码子。系统发育树支持蛭属单系性,海南山蛭与H. yanyuanensis、H. crenata构成姐妹群(图3)。遗传距离分析显示,海南山蛭与同属物种距离(0.25–0.28)远小于异属物种(0.67–1.04)。bPTP物种界定结果提示H. hainana、H. yanyuanensis和H. crenata可能为种内变异或复合种。
讨论与结论
海南山蛭线粒体基因组的高AT偏好性与无脊椎动物线粒体基因组特征一致,其密码子使用与终止机制在蛭科中保守。系统发育结果支持海南山蛭早期分化,与其形态和生态独特性相符。本研究局限性在于样本来源较窄,未来需整合更多热带亚洲蛭类基因组数据。海南山蛭线粒体基因组为蛭科系统发育、适应性进化及基于iDNA的脊椎动物多样性监测提供了关键分子基础。
伦理声明
本研究所用蛭类样本不属于保护动物,实验符合国家法律法规及伦理规范。
数据可用性
基因组序列已保存于GenBank(登录号PP262132),关联数据编号为PRJNA1070068、SAMN39636274、SRR27902211。