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Journal of Tropical Oceanography >

2023 , Vol. 42 >Issue 2: 54 - 63

DOI: https://doi.org/10.11978/2022083

Mitogenome characteristics and phylogenetic analysis of Siphonosoma australe in Hainan

  • HUANG Peixian , 1, 2 ,
  • YAO Xuemei , 1, 2 ,
  • YU Qiaochi 1, 2 ,
  • ZHANG Jiayu 1, 2
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  • 1. State Key Laboratory of Marine Resource Utilization in South China Sea, Hainan University, Haikou 570228, China
  • 2. College of Ocean, Hainan University, Haikou 570228, China
YAO Xuemei. email:

Copy editor: YIN Bo

Received date: 2022-04-19

  Revised date: 2022-07-22

  Online published: 2022-07-27

Supported by

Hainan Provincial Natural Science Foundation of China(319MS013)

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Abstract

Siphonosoma australe is a local fishery resource in Hainan, which belongs to Siphonosoma. The taxonomic status of the genus in the phylum Sipuncula has been highly controversial. In this study, the mitogenome of S. australe in the Wenchang coast of Hainan was determined by high-throughput sequencing, and compared with the mitochondrial genomes collected from GenBank, characteristics of mitogenome sequence was analyzed, furthermore, the evolutionary position of the genus Siphonosoma in the phylum of Sipuncula was explored. The results show that the mitogenome of S. australe has 16483 base pairs and encodes a set of 38 genes (13 protein-coding, 23 transfer RNAs, and 2 ribosomal RNAs). The mitochondrial genome shows AT bias, and the content of nucleotides A+T is 65.87%. By the analysis of the relative synonymous codon usage (RSCU), the mitochondrial protein-coding genes of S. australe have obvious preference to the codons ending with A and U. The number of amino acids of mitochondrial protein coding genes (COX1, COX3 and ND5) of S. australe is quite different from that of other species. Compared with the mitochondrial genomes of sipunculans from GenBank, it was found that among the major coding genes of sipunculans, the proportions of variable sites in COX1, COX2 and CYTB genes are low, while the proportions of variable sites in ND2, ND4L and ND6 genes are high, and the highest proportion of variable sites in ATP8 gene is 83.33%. Based on the DNA sequences of sipunculan mitogenomes, the phylogenetic tree constructed using the methods of NJ (neighbor-joining), ML (maximum likelihood) and BI (Bayesian inference) showed that the genus Siphonosoma, as an independent clade, is between the genera of Phascolosoma and Sipunculus, even close to the genus of Phascolosoma instead far from the genus of Sipunculus. This result is inconsistent with the previously traditional classification based on morphological analyses. Taxonomically, Siphonosoma mixes the morphological characteristics of Phascolosoma and Sipunculus. The phylogenetic tree constructed with mitochondrial genome sequences could truly reflect the unique phylogenetic status of Siphonosoma. The mitogenome data of S. australe provides a theoretical basis for explaining the evolutionary relationship of the Siphonosoma in the phylum Sipuncula, and are beneficial to the protection and development of genetic resource of S. australe.

Key words： Siphonosoma australe; Hainan; mitogenome; phylogeny

Cite this article

HUANG Peixian , YAO Xuemei , YU Qiaochi , ZHANG Jiayu . Mitogenome characteristics and phylogenetic analysis of Siphonosoma australe in Hainan[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2023 , 42(2) : 54 -63 . DOI: 10.11978/2022083

星虫动物是一类不分节、具体腔的海洋蠕虫, 已知约有150种, 广泛分布于世界各大洋中, 从极地海域到热带海区、从潮间带到深海都有它们的分布(Cutler, 1994; Shen et al, 2009)。Cutler等(1985)主要依据有无围口触手将星虫动物门分为2个纲: 方格星虫纲(有围口触手)和革囊星虫纲(无围口触手)。革囊星虫纲含2个科, 其中革囊星虫科的代表属为革囊星虫属。方格星虫纲含4个科, 其中方格星虫科含有方格星虫属、管体星虫属等5个属。
澳洲管体星虫(Siphonosoma australe)隶属于方格星虫纲(Sipunculidea), 方格星虫目(Sipunculiformes), 方格星虫科(Sipunculidae)、管体星虫属(Siphonosoma)(周红 等, 2007)。澳洲管体星虫一般分布在热带及亚热带海域, 在我国东海(台湾)和南海(广东、海南)地区均有采样记录, 但采样记录最多的是海南(李凤鲁 等, 1992)。其在海南主要分布于三亚至文昌海域, 在文昌地区被誉为十大美食之一, 又名“东阁沙虫”(乔立君 等, 2022)。然而, 随着澳洲管体星虫市场价格的逐年升高, 其资源遭到过度采捕, 再加上栖息地环境被破坏、海洋污染加剧, 自然资源急剧衰竭。
星虫动物外部形态和内部结构简单, 用于分类的形态特征不多(Cutler, 1994; Kawauchi et al, 2014)。通过形态学分析来构建星虫动物门的传统分类系统十分困难且极具挑战(如某些种属的亲缘关系很难确定), 使星虫动物门内的系统进化关系分析也变得复杂和不稳定, 一直没有形成一致的意见(兰国宝 等, 2007; Kawauchi et al, 2012)。尤其是管体星虫属在星虫动物门内的分类地位也一直存在争议。形态学分类中, 管体星虫属(纺锤肌体末端固着)与方格星虫属(纺锤肌体末端不固着)隶属于方格星虫纲(周红 等, 2007)。但管体星虫属纺锤肌体末端固着, 部分种(如澳洲管体星虫)有吻钩, 具有革囊星虫纲革囊星虫属的形态学特征, 管体星虫属却仍被传统分类归于方格星虫纲方格星虫科。
分子序列分析已经成为解决系统发育问题的首选方法, 可弥补形态学分类的不足。由于线粒体基因(mitochondrial DNA, mtDNA)具有诸多优势, 单拷贝、较易获取、结构简单、母系遗传、演化速度相对快等(Miya et al, 2003; 黄族豪 等, 2010), 因此成为研究后生动物系统演化和群体遗传的重要信息来源(Shen et al, 2007), 适合用于星虫动物的物种鉴定、分子系统发生、生物地理学以及种群遗传学等领域的研究(Kawauchi et al, 2010; 彭银辉 等, 2017; 宋素霞 等, 2017)。但在利用线粒体单基因COI、16S rRNA、CYTB进行的星虫动物门的系统发育研究中, 各单基因的进化分析结果常会出现不同, 且可能与传统形态学分类不一致(陈子安 等, 2007)。
在系统发育研究中, 多基因联合构建的进化树减少了由单基因分析产生的误差, 且聚类情况也优于利用单基因进行的发育分析(孙萌, 2021)。此前研究利用核基因(18S rRNA、28S rRNA、H3)联合进行的星虫动物门系统进化分析, 均显示可将管体星虫属归于革囊星虫纲(Maxmen et al, 2003; Schulze et al, 2005)。而线粒体基因与核基因联用的进化分析结果(Kawauchi et al, 2012)更进一步支持对星虫分类的重新订立, 并提出将方格星虫科的管体星虫属(Siphonosoma)独立为管体星虫科(Siphonosomatidae)。新建立的管体星虫科在分子进化树中的遗传距离与革囊星虫科较近, 与方格星虫科较远。由此可见管体星虫属分类进化地位的特殊性。
随着高通量测序技术的快速发展, 越来越多的科研人员开始利用线粒体基因组开展星虫动物分子系统进化研究(Shen et al, 2009; 宋素霞, 2015; Zhong et al, 2020)。目前星虫动物门在GenBank数据库中仅有6种星虫的线粒体基因组全序列, 其中包括: 库岛管体星虫(Siphonosoma cumanense)、光裸方格星虫(Sipunculus nudus)、可口革囊星虫(Phascolosoma esculenta)、厥目革囊星虫(Phascolosoma scolops)、类革囊星虫(Phascolosoma similis)和太平洋革囊星虫(Phascolosoma pacificum)(Mwinyi et al, 2009; 申欣, 2012; 钟声平 等, 2020)。但目前还未见关于澳洲管体星虫线粒体基因组的报道。
本研究测定海南澳洲管体星虫线粒体基因组序列, 分析其主编码基因的排列顺序及特征, 并进行系统发育分析, 探讨管体星虫属的分类地位, 以期丰富星虫动物门线粒体基因组数据, 同时有利于澳洲管体星虫遗传资源的保护和开发。

1 材料与方法

1.1 澳洲管体星虫基因组DNA提取及高通量测序

澳洲管体星虫样品采自海南文昌东阁镇。将星虫解剖后, 取血500μL放入离心管中, 800r·min-1离心30s后去上清取下层血细胞15μL置于1.5mL的离心管中, 加入350μL 磷酸盐缓冲液(pH=7.2)吹吸混匀; 严格按照试剂盒(AxyPrepTM multisource genomic DNA miniprep kit)操作指南进行DNA提取, 并于-20℃冰箱保存。将提取的澳洲管体星虫DNA进行琼脂糖凝胶电泳, 取条带较亮的样品DNA分装40μL送至上海生工生物工程有限公司, 使用Illumina PE150测序平台进行测序。

1.2 线粒体基因组序列拼接和注释

用软件SPAdes v3.15和GetOrganelle v1.7.3.4完成线粒体基因组序列的组装。然后, 通过在线注释工具MITOS2 (http://mitos2.bioinf.uni-leipzig.de/index.py)对线粒体基因组序列进行识别和注释, 并使用CGView (https://cgview.ca)生成线粒体基因组的基因图谱。

1.3 序列分析和系统进化分析

首先将所得到的序列与GenBank上的序列比对, 将确认的序列提交至GenBank。使用BioEdit软件分析碱基组成; 利用MEGA 5.0软件(Tamura et al, 2011)分析蛋白质编码基因的同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage, RSCU), 提取13个蛋白编码基因去掉其终止密码子, 拼接成一条序列用于分析。用Clustal X软件对澳洲管体星虫与GenBank中收集的6种星虫的线粒体基因组进行多重序列比对; 用DnaSP (Librado et al, 2009)分析变异位点和变异特征; 用ExPASY数据库中ProtParam工具分析星虫蛋白质编码基因的氨基酸数量。表1为GenBank中收集的3个属6种星虫的10个线粒体基因组的外源信息表。
表1 外源信息表

Tab. 1 List of the outer groups

属 物种 采样地 GenBank 登录号
方格星虫属Sipunculus 光裸方格星虫(Sipunculus nudus) Concarneau, France FJ422961
Beibu Bay, China MG873457
Gulei, China KJ754934
Yantai, China KP751904
革囊星虫属Phascolosoma 可口革囊星虫(Phascolosoma esculenta) Beibu Bay, China MG873458
Wenzhou, China EF583817
太平洋革囊星虫(Phascolosoma pacificum) Chuuk, Micronesia KU820989
厥目革囊星虫(Phascolosoma scolops) Beibu Bay, China MT239480
类革囊星虫(Phascolosoma similis) Beibu Bay, China MN813482
管体星虫属Siphonosoma 库岛管体星虫(Siphonosoma cumanense) Beibu Bay, China MN813483
在系统发育分析中, 将澳洲管体星虫与GenBank中收集的6种星虫的线粒体基因组核酸序列(见表1)采用邻接法(neighbor-joining, NJ)、最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(Bayesian inference, BI)来构建系统进化树。其中NJ和ML树用MEGA 5.0软件构建, 系统进化树的节点置信度通过自展法(Bootstrap=1000)来进行评估, NJ树的核酸替代模型为Kimura 2-parameter (K2); ML树用MEGA自带程序确定最适进化模型(GTR+I+G); BI树使用MrBayes软件(Ronquist et al, 2012)构建, 所用模型为GTR, 运行1000000个世代的马尔可夫链以保证达到收敛(构树频率为1000代)。

2 结果与分析

2.1 线粒体基因组基因序列的基本特征

澳洲管体星虫线粒体基因组(GenBank OM691695)全长16483bp, 编码38个基因, 包括13个蛋白质编码基因、23个tRNAs和2个rRNAs (图1)。该星虫线粒体基因组主编码基因(包括13个蛋白质编码基因和2个rRNAs基因)排列如下: ND4L-ND4-ND1-ATP6-ND5-ND2-COX1-COX2-ATP8-COX3-ND6-CYTB-s-rRNA-l-rRNA-ND3。
图1 澳洲管体星虫线粒体基因组的基因图谱

Fig. 1 Gene map of mitochondrial genome in Siphonosoma australe

使用BioEdit软件, 对海南澳洲管体星虫线粒体基因组进行碱基组成分析(表2), 结果显示: A、T、C、G碱基组成分别为29.33%、36.54%、20.97%、13.16%。线粒体基因组呈AT偏好, 其A+T的含量为65.87%, 且蛋白编码基因、tRNA和rRNA均呈AT偏好。
表2 澳洲管体星虫线粒体基因组碱基组成

Tab. 2 Composition of the mitochondrial genome in Siphonosoma australe

基因序列 T/% C/% A/% G/% (A+T)/% (C+G)/%
全基因组 36.54 20.97 29.33 13.16 65.87 34.13
蛋白质编码基因 37.49 21.56 27.86 13.09 65.35 34.65
tRNA基因 31.04 18.02 32.79 18.15 63.83 36.17
rRNA基因 33.01 19.12 32.46 15.41 65.47 34.53
澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因共有62个不同的同义密码子, 其最常用的3个密码子是UUU (Phe)、UUA (Leu)、AUU (Ile), 使用次数最高; 而密码子CGG (Arg)、AGG/UCG (Ser)、GUG (Val)的使用次数最少, 仅为6~7次(表3)。除此之外, 澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因的各密码子RSCU值相差较大。UCU (Ser)、UUA (Leu)、GGA (Gly)等29个密码子的RSCU值均大于1, 是澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因的偏好密码子。
表3 澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因的相对同义密码子使用度(RSCU)

Tab. 3 RSCU of mtDNA protein-coding sequence in Siphonosoma australe

氨基酸 密码子 次数 RSCU 氨基酸 密码子 次数 RSCU
Phe UUU 236 1.45 Tyr UAU 91 1.35
UUC 90 0.55 UAC 44 0.65
Leu UUA 226 2.17 His CAU 56 1.30
UUG 20 0.19 CAC 30 0.70
CUU 173 1.66 Gln CAA 62 1.70
CUC 68 0.65 CAG 11 0.30
CUA 127 1.22 Asn AAU 71 1.31
CUG 10 0.10 AAC 37 0.69
Ile AUU 226 1.52 Lys AAA 79 1.82
AUC 71 0.48 AAG 8 0.18
Met AUA 161 1.71 Asp GAU 34 1.05
AUG 27 0.29 GAC 31 0.95
Val GUU 78 1.70 Glu GAA 63 1.70
GUC 25 0.55 GAG 11 0.30
GUA 73 1.60 Cys UGU 24 1.33
GUG 7 0.15 UGC 12 0.67
Ser UCU 117 2.77 Trp UGA 87 1.81
UCC 41 0.97 UGG 9 0.19
UCA 84 1.99 Arg CGU 22 1.22
UCG 7 0.17 CGC 11 0.61
AGU 19 0.45 CGA 33 1.83
AGC 13 0.31 CGG 6 0.33
AGA 51 1.21 Pro CCU 71 1.41
AGG 6 0.14 CCC 29 0.57
Thr ACU 93 1.52 CCA 95 1.88
ACC 38 0.62 CCG 7 0.14
ACA 102 1.67 Gly GGU 44 0.91
ACG 12 0.20 GGC 28 0.58
Ala GCU 96 1.39 GGA 98 2.02
GCC 53 0.77 GGG 24 0.49
GCA 115 1.67
GCG 12 0.17
比较3个属7个种的线粒体蛋白质编码基因的氨基酸数量发现: 澳洲管体星虫的COX1、COX3、ND5与其他星虫差异较大; 不同星虫间的COX1、COX3、ND1、ND2、ND5差异较大(较多或较少), 其他蛋白质编码基因的氨基酸数量略有差异(表4)。2个可口革囊星虫线粒体基因组仅在ND2、ND4、ND5基因的氨基酸数量存在差异; 4个光裸方格星虫线粒体基因组在多个蛋白编码基因的氨基酸数量存在差异, 但差异不大。
表4 星虫动物3个属7个种的线粒体蛋白质编码基因的氨基酸数量

Tab. 4 Amino acid quantity of protein-coding genes in sipunculan mitochondrial genomes of 7 species (3 genera)

星虫名称 ATP6 ATP8 CYTB COX1 COX2 COX3 ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 ND6
可口革囊星虫 231 54 378 519 231 267 304 323
318		 121 450
451		 94 571
562		 157
太平洋革囊星虫 231 49 378 518 227 263 308 319 118 450 94 572 157
类革囊星虫 231 53 378 519 230 267 303 327 121 450 94 571 157
厥目革囊星虫 231 54 378 519 229 291 304 320 121 451 94 572 157
光裸方格星虫 229
234		 52
53		 379
 516
519		 231
230		 259 314
312		 328
327
329		 119
117		 452
454		 93
 565
571		 157
库岛管体星虫 231 54 379 513 231 275 303 318 114 448 94 569 155
澳洲管体星虫 231 56 377 510 232 293 303 327 116 452 94 559 155

注: 同一栏目中不同的数字表示同一物种的不同线粒体蛋白质编码基因的氨基酸数量差异

3个属7个种的星虫线粒体基因组的主编码基因中, COX1基因变异位点的比例最低, 仅为46.18%; CYTB、COX2、COX3、ND1、16S rRNA和12S rRNA基因的变异位点比例为51.37% ~ 60.82%; ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6和ATP6基因的变异位点比例较高, 为63.37% ~ 77.22% (表5)。而ATP8在主编码基因中变异位点比例最高, 为83.33%。
表5 星虫动物3个属7个种的线粒体基因组的主编码基因变异位点分析

Tab. 5 Genetic variation analysis of major encoding genes in sipunculan mitochondrial genomes of 7 species (3 genera)

基因名称 总位点数 保守位点数 变异位点数 变异位点比例/%
ATP6 669 226 443 66.22
ATP8 144 24 120 83.33
CYTB 1131 550 581 51.37
COX1 1531 824 707 46.18
COX2 680 328 352 51.76
COX3 780 342 438 56.15
ND1 906 368 538 59.38
ND2 944 215 729 77.22
ND3 344 126 218 63.37
ND4 1329 402 927 69.75
ND4L 282 77 205 72.70
ND5 1657 523 1134 68.44
ND6 466 118 348 74.68
12S rRNA 753 295 458 60.82
16S rRNA 980 423 557 56.84

2.2 聚类分析

采用MEGA软件中的最大似然法(ML)和邻接法(NJ)构建的进化树(图2), 获得了完全一致的拓扑结构, 结果显示: 3个属的星虫线粒体基因序列也均独立为一个分支, 管体星虫属(库岛管体星虫与澳洲管体星虫)的分支首先与4种革囊星虫形成的分支(革囊星虫属)聚类为一个大支, 然后再与方格星虫属聚类。进化分析结果表明管体星虫属与革囊星虫属的关系更近, 与方格星虫属的关系较远。
图2 采用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)构建的系统进化树

采用NJ树的拓扑结构, 系统发育树分支上的数值为自展值(NJ/ML)

Fig. 2 Phylogenetic tree constructed using NJ and ML methods. The topology was inferred using NJ analysis, and the value on the branch of the phylogenetic tree is the bootstrap probability (NJ/ML)

将澳洲管体星虫与 GenBank中收集的星虫线粒体基因组序列采用MrBayes软件进行聚类分析(图3), 结果显示: 3个属的星虫线粒体基因序列均可单独聚成一支, 管体星虫属介于方格星虫属和革囊星虫属之间。
图3 采用贝叶斯法(BI)构建的系统进化树

BI树分支上的数值为后验概率

Fig. 3 Phylogenetic tree constructed using BI method. The value on the branch of BI tree is the posterior probability

3 讨论

3.1 星虫线粒体基因组特征分析

海南澳洲管体星虫线粒体基因组长度为16483bp, 与其他星虫线粒体基因序列长度相比, 差异不大, 都在15~17kb之间, 符合无脊椎动物线粒体基因组的长度特征(钟声平 等, 2020)。澳洲管体星虫线粒体基因组含38个基因, 其中主编码基因排列与其他星虫相同, 未发现蛋白质编码基因发生易位。
不同物种密码子偏好性差异, 产生原因可能是各物种生存环境不同, 承受压力不同, 导致突变和选择在物种之间程度有差异(孟乾 等, 2020)。线粒体蛋白质编码基因密码子RSCU > 1, 表明其密码子使用具有明显的偏好性。对RSCU值分析发现, 澳洲管体星虫线粒体蛋白质编码基因对结尾为A和U的密码子(RSCU > 1)具有明显偏好性。结合其线粒体基因组对A+T碱基的偏好性, 可得出澳洲管体星虫线粒体基因的碱基组成可影响其密码子的偏好, 该结论与Carlini等学者的观点一致(Carlini et al, 2001)。
3个属7个种星虫的线粒体主编码基因中, 变异位点比例较低的基因(如COX1、COX2、CYTB等), 可能适用于种或属水平的进化分析研究; 而变异位点比例较高的基因(如ND2、ND4L、ND6等), 可能适用于种群遗传多样性和近缘物种间系统进化研究。这些结果与广西5种常见星虫动物的线粒体主编码基因的变异水平基本一致(钟声平 等, 2020)。值得注意的是, 7种星虫的线粒体主编码基因中ATP8的变异位点比例是最高。ATP8基因对自然选择较为敏感, 有着较高的突变率, 且mtDNA的母系遗传可促使有利的突变迅速地形成分离和表达(蒋文枰 等, 2010)。本研究采用的测序平台对获得的澳洲管体星虫基因序列进行注释时, 提示ATP8为潜在遗漏的基因, 需要再利用其他注释工具将其进一步确认, 这也证实了该基因具有高的突变率。

3.2 管体星虫属的进化关系及分类地位探讨

在传统形态学分类中, 管体星虫属与方格星虫属关系较近, 都属于方格星虫纲。但基于线粒体基因组的系统发育分析结果显示管体星虫属介于革囊星虫属和方格星虫属之间, 与革囊星虫属关系较近, 反而与方格星虫属的关系较远, 此结果不符合形态学的分类。我们认为这可能与管体星虫属混合了革囊星虫属和方格星虫属的特征有关, 在形态学上, 管体星虫属具围口触手(方格星虫属), 吻部具钩(革囊星虫属)或无钩(方格星虫属)以及纺锤肌在体末端固着(革囊星虫属)。管体星虫属的形态特征具有过渡性和交叉性, 从形态学上可以看出管体星虫属分类地位比较特殊。而使用线粒体基因组构建的进化树能准确体现管体星虫属分类地位上兼具两个属(革囊星虫属和方格星虫属)形态学特点的独特性, 更好反映3个星虫属的系统进化关系。
分子学数据的搜集、模型参数的选择等都可能对分子系统发育分析结果产生影响(傅静 等, 2003; 于黎 等, 2006)。选择线粒体单基因进行星虫动物系统进化分析时, 因构树方法或模型参数不同, 结果可能出现偶然性或者其他方面的错误, 甚至进化分析结果不一致。Statona (2003)通过线粒体COI序列构建的星虫动物门13个属的进化树分析结果互不一致: 基于氨基酸数据构建的进化树(MP和ML), 与传统的形态学分类不符; 而基于氨基酸密码子的碱基突变位点的LD/P (log-determinant/paralinear)距离构建的NJ树符合基于形态学的系统发育。
近几年分子系统发育的发展趋势是运用多个基因联合数据进化分析结果进行综合比较, 并与形态学互相结合, 二者互相补充, 结果更接近真实的进化情况(Maxmen et al, 2003; 孙萌, 2021)。Kawauchi等(2012)基于6个基因联合数据(4个核基因: 18S rRNA和28S rRNA、H3和H4; 2个线粒体基因: 16S rRNA、COI)分析了星虫动物门内的系统进化关系, 甚至提出将传统分类中的管体星虫属提为1个新科: 管体星虫科Siphonosomatidae。Lemer等(2015)在后来对星虫8个种转录组数据进行的系统分析中也进一步肯定了管体星虫属可独立为新科。
线粒体基因组基因信息丰富, 包含多个同源基因, 单拷贝, 进化速率快, 且易于扩增测序(Zardoya et al, 2008; Shen et al, 2009; 夏立萍 等, 2021)。相较于传统形态学分类和分子学分类(单基因或多个基因联用作为分子标记), 基于线粒体基因组构建的进化树可从另一个角度评价和揭示星虫的系统发育的真实情况。钟声平等(2020)对广西北部湾5种常见星虫动物线粒体基因组的蛋白质编码基因构建的ML进化树显示管体星虫属首先与革囊星虫属聚在一起, 之后再与方格星虫属聚为一支。这也与我们基于星虫线粒体基因组核酸序列构建的进化树(ML和NJ)结果一致。线粒体基因组的进化分析准确体现了管体星虫属真实的进化地位。且我们也支持Kawauchi等(2012)提出的新分类, 将管体星虫属独立为一个科。

4 小结

本研究测定了海南澳洲管体星虫的线粒体基因组, 其线粒体基因组包含38个基因, 主编码基因(包括13个蛋白质编码基因和2个rRNAs基因)排列与其他星虫相同, 未发现蛋白质编码基因发生易位。对RSCU进行分析, 发现其线粒体蛋白质编码基因对结尾为A和U的密码子具有明显偏好性。3个属7个种星虫线粒体基因组主编码基因中, COX1、COX2和CYTB基因变异比例低, 而ND2、ND4L和ND6基因变异比例高, ATP8基因的变异位点的比例最高。星虫线粒体基因组核酸序列构建的进化树的显示, 管体星虫属介于革囊星虫属和方格星虫属之间, 与革囊星虫属关系较近, 反而与方格星虫属的关系较远。基于星虫线粒体基因组的分子学分类能弥补形态学分类的不足, 能更好反映管体星虫属的形态学综合特征, 准确体现该属独特的分类地位。

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