棘球属绦虫线粒体基因组全序列生物信息学分析

作者：张耀刚; 马艳艳; 曹得萍; 姜博璠; 樊海宁^*

来源：中国人兽共患病学报, 2019, 35(03): 271-277.

• 棘球属绦虫
• 线粒体基因组
• 生物信息学分析
• 系统发育

目的利用生物信息学技术分析棘球属绦虫线粒体基因组全序列碱基组成、基因的结构组成及排列、蛋白基因核苷酸序列变异位点、密码子使用情况及偏好性、系统发育等,为研究棘球绦虫系统起源、演化、分类及亲缘关系等提供理论基础。方法从GenBank数据库下载12种棘球属绦虫线mtDNA全序列,并以猪带绦虫作为外类群,构建系统发育树。利用OGDRAW在线分析网站及Vector NTI Express软件,分析mtDNA的组成及排列情况。用Clust-X软件对多个相似序列进行多重序列比对分析;使用Mega4.0软件选择邻接法构建进化树,并分析密码子使用情况;利用RNAfold在线预测网站使用minimum free energy (MFE) and partition function算法预测l-rRNA和s-rRNA二级结构。结果除Eg G1外,棘球绦虫属mtDNA有36个编码基因,包括22个转运RNA基因、12个蛋白基因、2个核糖体RNA基因;但Eg G1 mtDNA最小,只有30个编码基因,在起始编码区缺少6个编码转运RNA的基因,且第一个编码基因不是ND5,而是COX3;编码蛋白的基因核苷酸序列变异率为27.9%～42.7%,其中COX1最为保守,ND5变异率最大达到42.7%;棘球属绦虫线粒体蛋白质编码基因起始密码子除atg,也有一些蛋白质以gtg作为起始密码子,终止密码子以taa和tag常见,但也有以ttt作为终止密码子的;棘球绦虫属使用的密码子为密码表9,使用频率最高的密码子是UUG(2.72%),频率最低的是CUC(1%)、CGC(1%),编码亮氨酸、精氨酸的密码子最多达6个,编码甲硫氨酸、色氨酸最少只有一个,亮氨酸也是棘球属绦虫最偏好的氨基酸达到6%;棘球属绦虫核糖体基因有两个长度大小分别为977～985 bp、700～727 bp,两个基因的位置十分靠近中间只隔一个trnC基因;系统进化树中Ev、Eo单独为一枝,Em、Es及Eg G1、Ef形成姐妹枝,细粒棘球绦虫G4、G5、G6、G7、G8、G10亚型聚为一枝,进化距离较近。结论本研究将为棘球属绦虫mtDNA的研究、分子进化和分子诊断等方面提供诸多信息,并为种系鉴定起到一定的指导作用。

• 单位
  青海大学附属医院; 青海大学; 中心实验室