摘要: 【目的】明确肉食亚目(Adephaga)水生类群线粒体基因组的基本特征,并基于线粒体基因组序列分析肉食亚目水生类群的系统发育关系。【方法】基于Illumina HiSeq X Ten测序技术测定了圆鞘隐盾豉甲Dineutus mellyi和齿缘龙虱Eretes sticticus的线粒体全基因组序列,对其进行了基因注释,并对其tRNA基因二级结构进行了预测分析。加上已公布的鞘翅目(Coleoptera)肉食亚目水生类群17个种的线粒体基因组序列,对该类群共19个种线粒体的蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)开展了比较基因组学分析,包括AT含量、密码子偏好性、选择压力等。基于13个PCGs的氨基酸序列和核苷酸序列,利用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)分别构建鞘翅目肉食亚目水生类群的系统发育关系,并通过FcLM分析进一步评估伪龙虱科(Noteridae)和瀑甲科(Meruidae)的系统发育位置。【结果】圆鞘隐盾豉甲和齿缘龙虱的线粒体基因组全长分别为16 123 bp(GenBank登录号:MN781126)和16 196 bp(GenBank登录号:MN781132),都包含13个PCGs、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个D-loop区(控制区)。19个肉食亚目水生类群线粒体基因组PCGs的碱基组成都呈现A+T偏好性,在密码子使用上也都偏向于使用富含A+T的密码子;在进化过程中13个PCGs的进化模式相同,都受到纯化选择。基于线粒体基因组13个PCGs的氨基酸序列的肉食亚目水生类群的系统发育关系为(豉甲科Gyrinidae+(沼梭甲科Haliplidae+((壁甲科Aspidytidae+(两栖甲科Amphizoidae+龙虱科Dytiscidae))+(水甲科Hygrobiidae+(瀑甲科Meruidae+伪龙虱科Noteridae)))))。【结论】研究结果表明,豉甲科是肉食亚目水生类群的基部类群,接下来是沼梭甲科和龙虱总科;伪龙虱科和瀑甲科互为姐妹群,并一起作为龙虱总科内部的一个分支;两栖甲科与龙虱科具有更近的亲缘关系。

摘要: 利用PAUP和MrBayes软件,对线粒体COⅠ基因序列3个密码子位置的数据模块分别进行了豉甲科(Gyrinidae)和水生肉食亚目(Hydradephaga)在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得了理想的分析结果。由PAUP生成的豉甲科最优树来自第二密码子数据模块的分析,而由MrBayes生成的最优树来自全部密码子数据模块的分析。此外,用对应的氨基酸序列生成的ME和MP树与第二密码子数据模块分析的结果也一致。亚科Orectochilinae和Gyrininae以高的支持率形成了单系。然而,来自亚科Enhydrinae的种Porrorhynchus landaisi landaisi呈现了异常的位置。SH-test检验也支持该异常位置,表明这个种可能代表了一个科。在来自第二密码子数据模块的水生肉食亚目最优ML树中,整个Hydradephaga树呈现单系,豉甲科位于树的基部,表明了该科在水生肉食亚目中是一个早期的分支。在树中还产生了一个单系的Dytiscoidea总科,由Dytiscidae、Hygrobiidae、Noteridae和Amphizoidae 4个科组成,单系的Haliplidae与之成为姐妹群。此外线粒体分子钟的结果表明豉甲科的5对相近种间的分化是一个短时期内发生的(0.011.81百万年前),这点可能与它们的特殊地理分布有关。

摘要: 水生肉食亚目(Hydradephaga)属于鞘翅目Coleoptera,是一类具有水生习性的食肉性真正水生甲虫(True water beetles)。在真正水生甲虫的系统分类中存在三种假说,一种是肉食亚目(Adephaga)位于该系统的基部,一种是多食亚目(Polyphaga)位于该系统基部,第三种是藻食亚目(Myxophaga)位于该系统基部。最近研究结果更多倾向第一种假说。目前水生肉食亚目大约有5 500个种,200多个属,含8个科。水生肉食亚目的科间水平系统发育关系虽被广泛研究,但观点仍不统一。有代表意义的有三个假说,一是豉甲科(Gyrinidae)位于系统基部,接下来是龙虱科(Dytiscidae)、两栖甲科(Amphizoidae)、水甲科(Hygrobiidae)、小粒龙虱科(Noteridae)与沼梭科(Haliplidae);二是沼梭科位于系统的基部;三是豉甲科位于系统的基部,接下来是沼梭科和龙虱总科(Dytiscoidea),其中龙虱总科由两栖甲科、水甲科、龙虱科、小粒龙虱科组成。目前根据形态学的分类,并结合分子系统学研究方法,第三种假说更符合水生肉食亚目的系统分类,也支持了水生肉食亚目作为一个单系,其祖先来自陆生的假说。