台湾Kolla paulula物种的完整线粒体基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：The complete mitochondrial genome sequence of Kolla paulula from Taiwan

台湾叶蝉Kolla paulula的完整环状线粒体基因组（14,575 bp）测序完成，包含13个蛋白质基因、2个rRNA和22个tRNA，揭示其作为葡萄皮尔斯病病原菌Xylella fastidiosa传播媒介的遗传基础。

　　

摘要

Kolla paulula是一种昆虫媒介，能够传播导致台湾葡萄皮尔斯病的Xylella fastidiosa菌。其线粒体基因组为环状结构，长度为14,575 bp。该基因组编码13种蛋白质的基因、2种核糖体RNA（rRNA）和22种转运RNA（tRNA）。

公告

Kolla paulula（半翅目：蝉科）是一种在台湾常见的叶蝉。这种昆虫属于多食性昆虫，体色为浅绿色至深绿色，前翅边缘呈白色，在台湾通常不被视为农作物害虫（1）。2013年，台湾发现了由Xylella fastidiosa引起的葡萄病害——皮尔斯病（PD）（1, 2）。研究表明，Kolla paulula是X. fastidiosa的传播媒介（1, 3）。该昆虫广泛分布于台湾的中低海拔地区（1），且存在于所有葡萄园中（1）。现有文献显示，这种昆虫也分布于南亚和东亚地区（4）。

昆虫线粒体基因组（mitogenome）是目前昆虫学领域研究最为深入的基因组系统（5）。在GenBank中，目前有两个K. paulula的线粒体基因组序列：KY680277（13,579 bp），来自中国浙江省的部分线粒体基因组序列；MW542170（14,995 bp），来自中国贵州省的完整线粒体基因组序列。目前这两项序列尚无相关学术论文发表。为了便于昆虫研究，我们在此报告了来自台湾的K. paulula线粒体基因组序列。

在台湾农业研究所（经度：120.696404；纬度：24.029927）的实验室条件下（温度25°C，相对湿度60%，光照时间13:11），我们在Commelina diffusa植物上培养并维持了一个K. paulula种群。使用Qiagen公司的DNeasy血液和组织提取试剂盒从一只昆虫中提取DNA。随后利用Illustra GenomiPhi v2.0 DNA扩增试剂盒（GE Healthcare公司）扩增全基因组DNA，并通过Illumina公司的NovaSeq（2 × 150）测序平台进行测序（测序前使用Illumina公司的TruSeq DNA PCR-free试剂盒进行文库制备）。 共获得了15 Giga bp的测序数据，平均Q值为36（FastQC v0.12.1版本）（6）。使用CLC Genomics Workbench v24.0.1版本和默认参数（单词长度=45；气泡大小=98）进行de novo组装。通过BLAST+ v2.15.0软件，以MW542170为查询序列，对整个de novo组装结果进行比对，得到一条长度为14,617 bp的contig。通过contig的自我BLAST分析，删除了5′和3′端的重复序列，最终得到一条长度为14,575 bp的环状序列（总覆盖度900%，GC%为33%）。序列注释使用了GeSeq v2.03（7）和Proksee v0.24.1（8）工具。蛋白质编码序列经过手动编辑，并根据无脊椎动物线粒体密码表确认了起始和终止密码子。最终的线粒体基因组序列KPTC1（K. paulula Taichung 1）包含13种蛋白质的基因、22种转运RNA和2种核糖体RNA（表1）。

表1

表1 Kolla paulula KPTC1线粒体基因组的选定指标

^a < /> < /> < /> < /> < /> < /> < /> < /> <– < /> < /> < /> <– < /> <– < /> <144 < /> < /> < /> <648 < /> < /> < /> <780 < /> < /> < /> <62 <– < /> <5599.5952 <354 < /> < /> < /> <5951.6012 <62 <– < /> <6011.6074 <64 <– < /> <6072.6140 <69 <– < /> <6142.6205 <64 <– < /> <6207.6270 <64 <– < /> <6270.6332 <63 <– < /> <6334.8007 <1674 < /> < /> < /> <8008.8069 <62 <– < /> <8070.9360 <1291 < /> < />^b < /> <9384.9665 <282 < /> < /> < /> <9668.9731 <64 <– < /> <9732.9796 <65 <– < /> <9799.10287 <489 < /> < /> < /> <10280.11416 <1137 < /> < /> < /> <11416.11479 <64 <– < /> <11479.12411 <933 < /> < /> < /> <12411.12475 <65 <– < /> < /> <12455.13486 <1032 <– < /> <13141.13293 <153 <– < /> <13645.13711 <67 <– < /> < /> <13713.14485 <773 <–

基因（反密码子）	类型	位置	长度（bp）	链	起始密码子	终止密码子
trnI(gat)	tRNA	193.258	66	+	–
tRNA	256.323	68	?	–
tRNA	324.393	70	–
nad2	CDS	394.1362	969	ata	taa
tRNA	1360.1428	69	–
tRNA	1419.1479	61	–
tRNA	1481.1545	65	–
CDS	1550.3085	1536	atg
tRNA	3086.3149	64
CDS	3150.3826	677	ta?b
tRNA	3829.3898	70
tRNA	3898.3961	64
CDS	3970.4113
CDS	4110.4757
CDS	4758.5537
tRNA	5537.5598
CDS
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA
CDS
tRNA
CDS
CDS
tRNA
tRNA
CDS
CDS
tRNA
CDS
tRNA
tRNA

^a

— 该数据不适用。

^b

终止/停止密码子不完整。

致谢

我们感谢Yadira Andrade提供的技术支持。

本研究得到了TARI（项目编号114AS-1.2.1-CI-04）和美国农业部农业研究服务局（USDA-ARS）的基础资金支持。本文中提及的商标名称或商业产品仅用于提供具体信息，并不代表美国农业部的推荐或认可。