Glyptotendipes tokunagai（节肢动物门；昆虫纲；双翅目；摇蚊科）的完整线粒体基因组

鄱阳湖 aquatic insect Glyptotendipes tokunagai完整线粒体基因组测序完成，含15241bp，AT含量77%，13个PCG、22个tRNA和2个rRNA基因，为生态评估和系统发育研究提供新数据。

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摘要

本研究提供了Glyptotendipes tokunagai的完整线粒体基因组序列。该环状基因组包含15,241个碱基对，AT含量高达77%。其中包含13个蛋白质编码基因、22个转运RNA（tRNA）基因和2个核糖体RNA（rRNA）基因。

公告

Glyptotendipes tokunagai是一种属于摇蚊科（Chironomidae，双翅目）的水生昆虫，其幼虫栖息在水生生态系统中的沉积物中。作为摇蚊科的代表性物种，它与淡水质量密切相关，是评估淡水生态系统的重要生物指标，并广泛应用于水环境保护研究。本研究报道了其完整的线粒体基因组，为系统学、群体遗传学和数据库构建提供了宝贵的基础。

样本采集自2023年的鄱阳湖（GPS坐标：29.253°N, 116.190°E），使用Peterson采样器（面积为1/16平方米）进行采集。沉积物样本通过40目筛网过滤，大型无脊椎动物则通过手工从白色瓷盘中挑选出来。标本在低温（4°C）下用无水乙醇保存。使用Rapid Animal Genomic DNA Isolation Kit从单个完整标本中提取基因组DNA。基因文库的构建采用了Hieff NGSMaxUp II DNA Library Prep Kit（适用于Illumina平台）。测序工作在Illumina NovaSeq 6000平台上完成，生成的配对末端读长为150 bp。共获得了49,016,436条原始读段，对应7,352 Mbp的测序数据，平均覆盖深度为1,371×。质量控制使用了fastp v0.36软件，去除了接头序列、质量较低的读段（其中超过40%的碱基质量分数低于Q15）以及长度小于35 nt的配对末端读段。为了评估潜在的污染情况，随机选取了10,000条读段与NCBI NT数据库进行比对，比对对象为Chironomus tepperi（JN861749.1）。使用SPAdes v3.15进行de novo组装，通过GapFiller v1.11填补缺失序列，使用Pilon v1.24校正碱基错误。基因注释采用了MITOS v1.1.7软件和Invertebrate Mitochondrial Code标准。我们利用与参考基因组的同源性确定了最可能的起始和终止密码子，这一过程非常清晰。通过NCBI BLAST与Glyptotendipes caulicola（NC_016167.1）的参考线粒体基因组进行比对，进一步精化了基因边界。组装后的基因组与G. caulicola的基因组具有87%的相似度。

完整的线粒体基因组长度为15,241 bp（GenBank登录号：PV781185）。蛋白质编码基因的AT含量为77%，CG含量为23%，显示出明显的AT偏倚。基因组包含13个蛋白质编码基因（PCGs）、2个核糖体RNA（rRNA）基因（12S和16S）和22个转运RNA（tRNA）基因（见表1）。蛋白质编码基因使用多种起始密码子：ATG（COX2、ATP6、COX3、ND4、ND4L和CYTB）、ATT（ND2、ATP8、ND3、ND6和ND1）、TTG（COX1）以及GTG（ND5）。ND5、ND4、ND4L和ND1位于重链；COX2、ATP6、COX3、CYTB、ND2、ATP8、ND3、ND6和COX1位于轻链。通过Chloroplot软件可视化了线粒体基因组的环状结构（见图1），展示了转录方向、基因位置和GC含量。

表1

表1 Glyptotendipes tokunagai的线粒体基因组内容、组织和密码子信息

< /> < /> < /> COX3 < /> ND3 < /> < /> < /> < /> < /> < /> < /> ND4 ND4L trnT nP ND6 trnS ND1 trnL < /> trnV < />

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	链类型（H/L）
trnI	tRNA	1	68	68	−	−	−
trnQ	tRNA	74	142	69	−	−	−
trnM	tRNA	164	232	69	−	−	−
ND2	CDS	233	1261	1,029	ATT	TAA	−
trnW	tRNA	1260	1327	68	−	−	−
trnC	tRNA	1329	1398	70	−	−	+
trnY	tRNA	1468	1534	67	−	−	+
COX1	CDS	1548	3083	1,536	TTG	TAA	−
tRNA	3096	3161	66	−	−	−
COX2	CDS	3209	3892	684	ATG	TAA	−
tRNA	3903	3974	72	−	−	−
tRNA	3984	4041	58	−	−	−
ATP8	CDS	4047	4220	174	ATT	TAA	−
ATP6	CDS	4214	4891	678	ATG	TAA	−
CDS	4931	5719	789	ATG	TAA	−
tRNA	5736	5801	66	−	−	−
CDS	5802	6155	354	ATT	TAA	−
tRNA	6156	6222	67	−	−	−
tRNA	6223	6289	67	−	−	−
tRNA	6337	6406	70	−	−	−
tRNA	6407	6473	67	−	−	−
tRNA	6482	6550	69	−	−	−
tRNA	6585	6652	68	−	−	+
ND5	CDS	6675	8411	1,737	GTG	TAA	+
tRNA	8412	8478	67	−	−	+
CDS	8497	9834	1,338	ATG	TAA	+
CDS	9828	10121	294	ATG	TAA	+
tRNA	10126	10190	65	−	−	−
tRNA	10191	10257	67	−	−	+
CDS	10265	10798	534	ATT	TAA	−
CYTB	CDS	10801	11937	1,137	ATG	TAA	−
tRNA	11983	12050	68	−	−	−
CDS	12093	13031	939	ATT	TAA	+
tRNA	13035	13101	67	−	−	+
rRNA	13103	14447	1,345	−	−	+
tRNA	14480	14551	72	−	−	+
rRNA