2023-08-28
《International Journal of Biological Macromolecules》
影響因子：8.2
近日，中國科學院海洋研究所在生物化學與分子生物學領域《International Journal of Biological Macromolecules》發表新研究成果！本研究通過組裝注釋獲得了蛤蜊科7個物種的完整線粒體基因組，并進行了比較基因組學分析發現蛤蜊科為單系類群，且光蛤蜊屬（Mactrinula）、浪蛤屬（Spisula）、Rangia和Mulinia不屬于蛤蜊亞科（Mactrinae），研究結果為進一步的分類和系統發育研究提供準確的數據。 本研究的線粒體基因(yin)組測(ce)序和比較基因(yin)組學分(fen)析由上海派森諾生物(wu)科技(ji)股份有(you)限公(gong)司(si)完成。
01、研究背景 蛤蜊(li)科(ke)(ke)（Mactridae）包括大約150個物種，主(zhu)要(yao)分(fen)布在熱(re)帶(dai)和溫帶(dai)海洋。目前，蛤蜊(li)科(ke)(ke)物種的(de)(de)分(fen)類(lei)學(xue)和系統發(fa)育分(fen)析(xi)主(zhu)要(yao)基于形態學(xue)特征(zheng)，但由于殼(ke)表顏色的(de)(de)多(duo)(duo)變(bian)及其形態變(bian)異(yi)，很多(duo)(duo)蛤蜊(li)科(ke)(ke)貝(bei)類(lei)的(de)(de)分(fen)類(lei)學(xue)地位不明確，蛤蜊(li)科(ke)(ke)貝(bei)類(lei)的(de)(de)內(nei)部親緣關系在很大程度(du)上是(shi)未知(zhi)的(de)(de)。 迄今(jin)為止，線(xian)粒(li)體(ti)基(ji)因(yin)組(zu)已(yi)被(bei)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)了(le)(le)解不(bu)同軟體(ti)動物類(lei)群的(de)(de)系(xi)統(tong)發(fa)育關(guan)(guan)系(xi)。但是，相較于(yu)其他類(lei)群，蛤(ha)(ha)蜊科基(ji)于(yu)線(xian)粒(li)體(ti)基(ji)因(yin)組(zu)的(de)(de)分(fen)類(lei)研(yan)究嚴重不(bu)足(zu)。本研(yan)究對(dui)采自中國的(de)(de)7種蛤(ha)(ha)蜊科貝(bei)類(lei)進行(xing)線(xian)粒(li)體(ti)基(ji)因(yin)組(zu)測序(xu)，并通過比(bi)較基(ji)因(yin)組(zu)學(xue)分(fen)析確定了(le)(le)7個蛤(ha)(ha)蜊科物種的(de)(de)系(xi)統(tong)發(fa)育關(guan)(guan)系(xi)。
02、研究材料與方法 1.實驗材料：采自(zi)中國沿海的7個蛤蜊科物種 2.測序(xu)平臺：Illumina NovaSeq 3.分析(xi)內容：線粒(li)體(ti)基因組測序、系(xi)統(tong)發育樹構(gou)建、基因排列
03、研究結果 蛤(ha)蜊科貝(bei)類線粒體基(ji)因組基(ji)本特征 蛤蜊科7個物種的完整線粒體基因組長度為16,473 bp ~ 22,404 bp，為環狀雙鏈DNA分子。7個線粒體基因組都具有2個rRNA(12S和16S)、22個tRNA和13個PCG( atp6、cox1、cox2、cox3、cytb、nad1、nad2、nad3、nad4、nad4l、nad5、nad6、atp8)。所有的基因組都表現出（A+T）偏向組成，從北寄貝（S. sachalinensis）的59.4%到Mulinia lateralis的69.6%。線粒體基因組的PCG在核苷酸組成上表現出明顯的偏向性，AT偏移為負值(-0.378 ~ -0.201)，GC偏移為正值(0.212 ~ 0.422)。 圖(tu)1 蛤蜊科(ke)7個物種線粒體基因(yin)組(zu)圈(quan)圖(tu) 表1 本研究物種分類及登錄號信息 系統(tong)發育分析 使用來自29個分類群的2個rRNA和12個PCG（剔除atp8）基于兩種分析方法（BI和ML）進行系統發育分析。ML和BI分析得到的系統發育樹拓撲結構一致，即蛤蜊科被分為2個分支。一個分支僅包括蛤蜊屬，另一個分支包括其他6個屬。在蛤蜊屬（Mactra）中， M. cygnus 位于根部附近，瀕危物種西施舌（M. antiquata）被分為兩組。光蛤蜊屬、浪蛤屬、Rangia和Mulinia 4個屬與獺蛤亞科（Lutrariinae）的獺蛤屬（Lutraria）和Kymatoxinae的脆蛤屬（Raeta）聚為一支，其中脆蛤屬兩個物種與斧薄蛤蜊（M. dolabrata）分為一組并具有較高支持率。 圖2 基于12個PCG和2個rRNA的系統發育樹 線粒(li)體(ti)基因組排列特征 除西施舌( KC503290、KC503291、JQ423460)和北寄貝( MG431821 )表現為trnM重復外，所有線粒體基因組均表現為2個rRNA、22個tRNA和13個PCG的經典組成。除M. cygnus外，蛤蜊屬內其他物種的基因順序十分保守，這表明M. cygnus與其他物種的遺傳距離相對較大。兩個脆蛤屬物種的基因排列一致，大獺蛤（L. maxima）和L. rhynchaena的nad1和trnK - trnL2發生了易位。浪蛤屬2個物種的基因順序差異較大，CREx分析表明它們之間可能發生了1個易位和3個串聯重復隨機缺失(TDRL)。 圖3蛤蜊科貝類線粒體基因組的基因排列 圖4北寄貝和堅固馬珂蛤間的基因重排事件推測
04、結 論 本研究通過使用線粒體基因組序列為Mactridae的亞科和屬級關系提供了新的視角。主要發現有：（1）蛤蜊科、蛤蜊屬和獺蛤屬均為單系類群；（2）光蛤蜊屬, 浪蛤屬, Rangia和Mulinia 在分類學上不屬于蛤蜊亞科；（3）Kymatoxinae亞科屬于蛤蜊科而不是水鴨蛤科（Anatinellidae）；（4）北寄貝和堅固馬珂蛤的同屬關系有待查證；（5）西施舌存在隱存種；（6）M. alta應更名為M. cygnus。
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文(wen)章(zhang)索引：Ma P, Liu Y, Wang J, et al. Comparative analysis of the mitochondrial genomes of the family Mactridae (Mollusca: Venerida) and their phylogenetic implications [J].Int J Biol Macromol, 2023, 249: 126081.
