《ZooKeys》：Complete mitochondrial genome of
Echinorhynchus gadi (Acanthocephala, Echinorhynchida) and its phylogenetic implications
编辑推荐：
本研究针对棘吻科线粒体基因组进化研究空白的问题，首次报道了模式物种加德氏刺棘头虫完整线粒体基因组。该环状基因组全长17,696 bp，包含12个PCG、2个rRNA和25个tRNA（含额外trnW拷贝和trnV拷贝），发现串联重复序列支持串联复制-随机丢失机制。系统发育分析证实E. gadi与E. truttae构成单系群，且棘吻科与异棘科具有密切亲缘关系。该研究为棘头动物门分类学与进化研究提供了重要分子资源。
在寄生生物学研究领域，棘头动物作为一类具有钩状吻部的专性内寄生虫，其独特的形态特征和复杂的生活史一直吸引着学者的关注。其中，刺棘头虫属作为棘吻目中包含至少52个物种的重要类群，却因形态特征高度相似而给分类学研究带来巨大挑战。更棘手的是，该属模式物种加德氏刺棘头虫的线粒体基因组数据长期缺失，而仅有的近缘物种鳟鱼刺棘头虫线粒体基因组又存在关键基因缺失，严重制约了该属的系统发育研究。
为破解这一难题，研究团队在《ZooKeys》发表了题为"加德氏刺棘头虫线粒体完整基因组及其系统发育意义"的研究论文。该研究通过整合二代测序和纳米孔测序技术，结合保守区域引物设计和步移测序策略，成功解析了采自大连的加德氏刺棘头虫样本的完整线粒体基因组。研究人员运用DNASTAR进行基因组组装，MitoZ和ARWEN进行基因注释，并通过MAFFT序列比对和IQ-TREE、MrBayes等软件进行系统发育分析。
物种鉴定方面，研究通过形态学特征和cox1基因序列比对（相似度>99%）双重验证，确认样本为加德氏刺棘头虫。线粒体基因组特征显示，该环状基因组全长17,696 bp，A+T含量达61.6%，包含12个蛋白编码基因（缺乏atp8）、2个核糖体RNA基因和25个转运RNA基因。特别值得注意的是，基因组中出现了trnW的额外拷贝和trnV的额外拷贝，这种tRNA基因重复现象在棘头动物中较为罕见。
蛋白编码基因分析表明，12个PCG总长10,395 bp，编码3,465个氨基酸。起始密码子呈现多样性：4个基因为GTG，6个为ATG，nad3为ATT，nad1则使用罕见的TTG。密码子使用偏好性分析显示，缬氨酸使用频率最高，而谷氨酸使用最少。相对同义密码子使用频率分析表明，UUU（苯丙氨酸）是最常用的密码子。
非编码区研究发现了五个非编码区域，总长约占基因组的24%。其中最大的非编码区包含一个典型的串联重复阵列，由三个高度相似的重复单元（661 bp、1,969 bp和1,596 bp）组成，内部含有重复的tRNA基因和trnK假基因。这种结构特征支持了线粒体基因组进化中的"串联复制-随机丢失"机制。
系统发育分析基于12个PCG的氨基酸序列，将棘头动物门划分为三个主要单系群：古棘头纲、始棘头纲和新棘头纲。结果显示，加德氏刺棘头虫与鳟鱼刺棘头虫构成一个高支持度的单系群，证实了它们在该属内的分类地位。更重要的是，该群与巨吻阿司珀森棘头虫构成姐妹群关系，支持了棘吻科与异棘科具有密切进化关系的假说。
这项研究首次提供了刺棘头虫属及其所在科棘吻科的完整线粒体基因组，揭示了基因组大小扩张主要源于非编码区的重复序列积累，而非编码区基因内容和排列顺序则保持高度保守。研究建立的分子框架为棘头动物门的分类学修订、系统发育研究和进化分析提供了重要基础，特别是为解决刺棘头虫属内可能存在隐存种复合体的问题提供了关键分子依据。该基因组数据的公开将极大推动寄生虫进化生物学和比较基因组学研究的深入发展。
