Eurhaphidophora fossa（直翅目：Rhaphidophoridae科：Rhaphidophorinae亚科）的完整线粒体基因组

《Microbiology Resource Announcements》：Complete mitochondrial genome of Eurhaphidophora fossa (Orthoptera: Rhaphidophoridae: Rhaphidophorinae)

本研究首次完整测序了我国云南发现的夜行性无翅昆虫新种Eurhaphidophora fossa的线粒体基因组，揭示其基因组成、遗传特征及系统发育地位。基因组长度15892bp，AT含量达75.2%，包含13种蛋白质编码基因、2种rRNA和22种tRNA，基因排列与近缘物种一致。通过Illumina NovaSeq测序和多重校验分析，构建了首张完整的环状线粒体基因组图谱，并验证了COX1和ND1等基因的起始密码子特殊性，为科内物种分类和系统发育研究提供了新数据支撑。

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摘要

我们首次完整测序了中国境内的Eurhaphidophora fossa的基因组。E. fossa的线粒体基因组长度为15,892个碱基对（bp），具有较高的AT碱基富集特征（75.2%）。该基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和22个转运RNA基因，与其他Rhaphidophorinae物种的基因组成一致。

公告

Rhaphidophorinae亚科（直翅目：Rhaphidophoridae科）是一类无翅、夜间活动的昆虫，分布于欧亚大陆至澳新地区，在中国尤为多样（1）。然而，针对这一类群的分类学和基因组学研究仍较为有限，尤其是对于Eurhaphidophora属。Eurhaphidophora fossa首次在中国云南被发现，其特征是雄性第九腹节背板上具有梯形突起，并在其背面上有一条明显的纵向沟槽（2）。我们测序了E. fossa的线粒体基因组，以填补这一研究空白并确定其系统发育位置。

E. fossa的正模标本于2019年采集自中国云南勐海县的大凉山（21.6312°N 100.3242°E），保存在无水乙醇中，现存放于广西师范大学（GXNU）的-4°C低温环境中。使用TIANamp基因组DNA试剂盒按照制造商的标准方案从后腿肌肉组织中提取了总基因组DNA。高通量测序工作由北京Berry Genomics公司完成，利用MGIEasy试剂盒构建了150-bp的双端文库，并在Illumina NovaSeq 6000测序仪上进行测序。原始测序数据通过fastp v.0.23.4软件进行处理（3），包括去除接头序列和引物残基以及筛选低质量读段（Phred质量评分< />Rhaphidophora quadrispina（NC067624）作为参考基因组。最终得到的线性基因组序列通过Geneious Prime 2025.0.2软件进行了定向（6）。注释工作依据Galaxy平台上的MITOS2在线服务器及RefSeq 89 Metazoa标准进行（7）。初步注释结果通过MEGA v.11软件进行了手动验证，以确保所有蛋白质编码基因的起始和终止密码子的正确性（8）。使用PhyloSuite v1.2.3计算了AT/GC比例（9），并利用Chloroplot 0.2.4软件生成了线粒体基因组图谱（10）。

E. fossa的完整线性线粒体基因组（GenBank登录号：PX412915）长度为15,892 bp，AT碱基占比为75.2%（GC碱基占比：24.8%），符合昆虫线粒体基因组中常见的AT碱基富集特征。该基因组包含37个基因，包括13个蛋白质编码基因（PCGs）、22个转运RNA基因（tRNAs）和2个核糖体RNA基因（rRNAs）以及1个非编码调控区（D-loop）（图1）。表1显示，13个蛋白质编码基因主要使用典型的ATN起始密码子，COX1（TAT）和ND1（TTG）除外。ND1中的TTG起始密码子与其近缘物种Rhaphidophora duxiu一致（11）。除了少数基因的终止密码子不完整（COX2、ND3和ND1为TA，ND4L为T）外，大多数基因都具有完整的TAA终止密码子，这些不完整的终止密码子可能通过多聚腺苷酸化来补偿翻译缺陷并确保翻译终止（12, 13）。22个tRNA基因的长度在65至72 bp之间。rRNA基因包括16S rRNA（1,329 bp）和12S rRNA（790 bp）。

图1

图1 显示E. fossa线粒体基因组的圆形图谱。中心部分为标本照片，内环表示GC含量，箭头标出了转录方向，外环显示了所有注释过的基因。

表1

表1 E. fossa的线粒体基因组结构、基因组成及密码子使用情况

基因	类型	最小核苷酸位置	最大核苷酸位置	长度	起始密码子	终止密码子	转录方向
tRNA-Ile	tRNA	1	67	67	–a	–	正向
tRNA-Gln	tRNA	64	133	70	–	–	反向
tRNA-Met	tRNA	132	201	70	–	–	正向
ND2	CDS	202	1,230	1,029	ATG	TAA	正向
tRNA-Trp	tRNA	1,232	1,300	69	–	–	正向
tRNA-Cys	tRNA	1,292	1,356	65	–	–	反向
tRNA-Tyr	tRNA	1,365	1,431	67	–	–	反向
COX1	CDS	1,424	2,965	1,542	ATT	TAA	正向
tRNA-Leu	tRNA	2,974	3,041	68	–	–	正向
COX2	CDS	3,042	3,734	693	TAT	TAG	正向
tRNA-Lys	tRNA	3,735	3,805	71	–	–	正向
tRNA-Asp	tRNA	3,804	3,872	69	–	–	正向
ATP8	CDS	3,873	4,037	165	ATT	TAA	正向
ATP6	CDS	4,031	4,708	678	ATG	TAA	正向
COX3	CDS	4,708	5,496	789	ATG	TAA	正向
tRNA-Gly	tRNA	5,503	5,570	68	–	–	正向
ND3	CDS	5,571	5,924	354	ATT	TAG	正向
tRNA-Arg	tRNA	5,922	5,986	65	–	–	正向
tRNA-Ala	tRNA	5,999	6,068	70	–	–	正向
tRNA-Asn	tRNA	6,070	6,136	67	–	–	正向
tRNA-Ser	tRNA	6,136	6,203	68	–	–	正向
tRNA-Glu	tRNA	6,207	6,277	71	–	–	正向
tRNA-Phe	tRNA	6,275	6,342	68	–	–	反向
ND5	CDS	6,344	8,074	1731	ATT	TAA	反向
tRNA-His	tRNA	8,077	8,144	68	–	–	反向
ND4	CDS	8,148	9,483	1,336	ATG	TAA	反向
ND4L	CDS	9,477	9,770	294	ATG	T	反向
tRNA-Thr	tRNA	9,772	9,837	66	–	–	正向
tRNA-Pro	tRNA	9,837	9,904	68	–	–	反向
ND6	CDS	9,907	10,434	528	ATT	TAA	正向
CYTB	CDS	10,434	11,