分子发育系统学

一、本研究的目的和意义

本研究采用从核酸数据库GenBank中下载斑腿蝗科部分种的线粒体ND2基因序列及部分其他种属的ND2基因序列进行分析，并利用各种软件建立系统发育树，对斑腿蝗部分类群之间的系统发育关系进行研究。尝试以较多的分子序列资料得出较为全面而可信的系统发育关系。希望通过对斑腿蝗部分种线粒体基因组的分析，为研究斑腿蝗科的系统发育关系提供新的信息。

二、斑腿蝗科昆虫ND2基因序列分析

对所获得的8条序列进行正反链序列互补检测、校对，用MEGA6.0进行比对和分析，发现没有碱基的插入和缺失。

三、ND2基因序列多态位点及信号位点

表1密码子不同位点碱基频率

Domain: Data

T(U) C A G Total T-1 C-1 A-1 G-1 Pos

#1 T-2 C-2 A-2 G-2

Pos

#2 T-3 C-3 A-3 G-3

Pos

#3

Xenocatantops

-brachycerus 33.5 17.2 38.6 10.7 1023 30 14.1 41.3 14.7 341 45 22.9 20.2 11.4 341 25 14.7 54.3 5.9 341 Prumna

-arctica 35.8 15.1 39.1 10.1 1029 33 11.7 42.3 13.1 343 46 22.4 19.2 12 343 28 11.1 55.7 5.2 343 Traulia

-szetschuanensis 33.6 17.4 37.5 11.4 1023 29 15.2 41.1 14.4 341 48 20.5 19.6 12.3 341 24 16.4 51.9 7.6 341 Ognevia

-longipennis 36.2 15.9 37.6 10.3 1023 32 14.4 40.5 13.5 341 48 22 18.8 11.1 341 29 11.4 53.7 6.2 341 Kingdonella

-bicollina 36.8 14.9 38.8 9.5 1021 35 12 40.2 12.9 341 46 23.5 17.9 12.1 340 29 9.1 58.2 3.5 340 Shirakiacris

-shirakii 33.5 18.1 37.6 10.8 1023 31 13.5 42.5 12.6 341 47 21.7 19.1 12.6 341 23 19.1 51.3 7 341 Filchnerella

-beicki 33 17.7 37.2 12 1023 29 14.4 40.2 16.1 341 45 23.5 19.6 11.7 341 25 15.2 51.9 8.2 341 Humphaplotropis

-culaishanensis 32.8 17.9 37 12.3 1023 28 15.5 40.5 16.1 341 45 24 19.9 11.1 341 26 14.1 50.4 9.7 341 Avg. 34.4 16.8 37.9 10.9 1024 31 13.8 41.1 14.2 341.3 46 22.6 19.3 11.8 341.1 26 13.9 53.4 6.7 341.1

四、ND2基因的碱基替换

在8种蝗虫的ND2基因中，碱基替换表现出明显的差异。见表2。从全数据集看：两种转换（T-C、A-G）的频率和大于四种颠换（T-A、T-G、C-A、C-G）

的频率和，转换和颠换数目分别为801和114。其中转换以T-C 替换数目最多，

达到284个，颠换以T-A 最多达到67个，以C-G 最少，只有33个。从密码子

不同位点来看：密码子第一位点的转换与颠换数目分别是33个和31个，转换大

于颠换；第二位点的转换与颠换数目分别为19个和12个，转换大于颠换；密码

子第三位的转换与颠换数目分别为63个和65个，转换小于颠换。从转换与颠换

的比值R来看：全数据组R值为0.99，密码子第一、第二和第三位的R值分别

为0.73、1.39和1.13。

表2 ND2基因核苷酸的碱基替换

Domain ii si sv R TT TC TA TG CC CA CG AA AG GG Total Domain Info

1 Avg 801 114 107 1.1 284 67 61 8 118 33 6 317 47 81 1022.5 Data 1st 278 33 31 1.08 87 17 17

2 3

3 10 1 118 16 39 341 1st PosData

2nd 310 19 12 1.61 148 14 4 2 67 4 2 60 5 36 340.8 2nd PosData 3rd 213 63 65 0.96 49 37 39 4 18 20 2 140 26 7 340.8 3rd PosData

五、ND2基因的遗传密码及其氨基酸组成

采用MEGA 6.0软件进行了密码子使用频率分析和氨基酸组成分析，其结果分别见附表3。遗传密码表使用无脊椎动物线粒体密码表。

丝角蝗科20种蝗虫ND2基因1033bp序列共编码340个氨基酸。密码子以

A、U结尾频率高，第三位是G的密码子使用较少。从表3-10-3还可以看出编码

同一个氨基酸的不同同义密码子通常有不同的频率，说明ND2基因在密码子的

使用上具有偏向性。

表3ND2基因的遗传密码及其氨基酸组成

All

frequencies

are given in percent. Domain:

Data

Xenocatantops

-brachycerus

Prumna

-arctica

Traulia

-szetschuanensis

Ognevia

-longipennis

Kingdonella

-bicollina

Shirakiacris

-shirakii

Filchnerella

-beicki

Humphaplotropis

-culaishanensis Avg.

Ala 3.93 2.4 2.72 2.71 2.72 3.31 4.83 4.83 3.43 Cys 0.91 0.9 0.91 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.72 Asp 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Glu 3.02 3.29 3.02 2.71 3.02 3.01 3.02 3.32 3.05 Phe 5.44 5.69 6.95 6.93 6.34 6.33 6.34 6.34 6.29 Gly 3.93 3.59 4.53 3.92 3.93 3.92 3.93 3.93 3.96 His 0.91 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.64 Ile 21.75 20.7 20.24 20.8 20.85 21.7 19.03 19.3 20.54 Lys 4.53 4.79 4.23 3.92 3.93 3.61 3.32 3.63 4 Leu 14.5 15.9 15.71 15.4 16.31 15.4 13.9 13.9 15.11