Mitochondrial genome sequence characteristics and phylogenetic analysis of Schizothorax argentatus / 生物工程学报

Schizothorax argentatus that only distributes in the Ili River basin in Xinjiang is one of the rare and endangered species of schizothorax in China, thus has high scientific and economic values. In this study, the complete mitochondrial genome sequence of S. argenteus with a length of 16 580 bp was obtained by high-throughput sequencing. The gene compositions and arrangement were similar to those of typical vertebrates. It contained 13 protein-coding genes, 22 tRNA genes, 2 rRNA genes, and a non-coding region (D-loop). The nucleotide compositions were A (30.25%), G (17.28%), C (27.20%), and T (25.27%), respectively, showing obvious AT bias and anti-G bias. Among the tRNA genes, only tRNA-Ser(GCU) could not form a typical cloverleaf structure due to the lack of dihydrouracil arm. The AT-skew and GC-skew values of the ND6 gene were fluctuating the most, suggesting that the gene may experience different selection and mutation pressures from other genes. The mitochondrial control region of S. argenteus contained three different domains, i.e., termination sequence region (ETAS), central conserved region (CSB-F, CSB-E, CSB-D, and CSB-B), and conserved sequence region (CSB1, CSB2, and CSB3). The conserved sequence fragment TT (AT) nGTG, which was ubiquitous in Cypriniformes, was identified at about 50 bp downstream CSB3. Phylogenetic relationships based on the complete mitochondrial genome sequence of 28 Schizothorax species showed that S. argenteus had differentiated earlier and had a distant relationship with other species, which may be closely related to the geographical location and the hydrological environment where it lives.

Mitochondrial DNA Heteroplasmy of Hair Shaft Using HID Ion GeneStudioTM S5 Sequencing System / 法医学杂志

Objective To study the heteroplasmy of the whole mitochondrial genome genotyping result of hair shaft samples using HID Ion GeneStudioTM S5 Sequencing System. Methods The buccal swabs and blood of 8 unrelated individuals, and hair shaft samples from different parts of the same individual were collected. Amplification of whole mitochondrial genome was performed using Precision ID mtDNA Whole Genome Panel. Analysis and detection of whole mitochondrial genome were carried out using the HID Ion GeneStudioTM S5 Sequencing System. Results The mitochondrial DNA sequences in temporal hair shaft samples from 2 individuals showed heteroplasmy, while whole mitochondrial genome genotyping results of buccal swabs, blood, and hair samples from the other 6 unrelated individuals were consistent. A total of 119 base variations were observed from the 8 unrelated individuals. The numbers of variable sites of the individuals were 29, 40, 38, 35, 13, 36, 40 and 35, respectively. Conclusion Sequence polymorphism can be fully understood using HID Ion GeneStudioTM S5 Sequencing system.

The comparative mitogenomics and phylogenetics of the two grouse-grasshoppers (Insecta, Orthoptera, Tetrigoidea)

OBJECTIVE: This study aimed to reveal the mitochondrial genomes (mtgenomes) of Tetrix japonica and Alulatettix yunnanensis, and the phylogenetics of Orthoptera species. METHODS: The mtgenomes of A. yunnanensis and T. japonica were firstly sequenced and assembled through partial sequences amplification, and then the genome organization and gene arrangement were analyzed. Based on nucleotide/amino acid sequences of 13 protein-coding genes and whole mtgenomes, phylogenetic trees were established on 37 Orthoptera species and 5 outgroups, respectively. RESULTS: Except for a regulation region (A+T rich region), a total of 37 genes were found in mtgenomes of T. japonicaand A. yunnanensis, including 13 protein-coding genes, 2 ribosomal RNA genes, and 22 transfer RNA genes, which exhibited similar characters with other Orthoptera species. Phylogenetic tree based on 13 concatenated protein-coding nucleotide sequences were considered to be more suitable for phylogenetic reconstruction of Orthoptera species than amino acid sequences and mtgenomes. The phylogenetic relationships of Caelifera species were Acridoidea and Pamphagoidea > Pyrgomorphoidea > Pneumoroidea > Eumastacoidea > Tetrigoidea > Tridactyloidea. Besides, a sister-group relationship between Tettigonioidea and Rhaphidophoroidea was revealed in Ensifera. CONCLUSION: Concatenated protein-coding nucleotide sequences of 13 genes were suitable for reconstruction of phylogenetic relationship in orthopteroid species. Tridactyloidea was a sister group of Tetrigoidea in Caelifera, and Rhaphidophoroidea was a sister group of Tettigonioidea in Ensifera.

The complete mitochondrial genome of Corydoras nattereri (Callichthyidae: Corydoradinae)

The complete mitogenome of Corydoras nattereri , a species of mailed catfishes from southeastern Brazil, was reconstructed using next-generation sequencing techniques. The mitogenome was assembled using mitochondrial transcripts from the liver transcriptomes of three individuals, and produced a circular DNA sequence of 16,557 nucleotides encoding 22 tRNA genes, two rRNA genes, 13 protein-coding genes and two noncoding control regions (D-loop, OrigL). Phylogeographic analysis of closely related sequences of Cytochrome Oxydase C subunit I (COI) demonstrates high diversity among morphologically similar populations of C. nattereri . Corydoras nattereri is nested within a complex of populations currently assigned to C. paleatus and C. ehrhardti . Analysis of mitogenome structure demonstrated that an insertion of 21 nucleotides between the ATPase subunit-6 and COIII genes may represent a phylogenetically informative character associated with the evolution of the Corydoradinae.

O mitogenoma completo de Corydoras nattereri , uma espécie de bagres encouraçados do sudeste do Brasil, foi reconstruído através de técnicas de sequencimento de DNA de próxima geração. O mitogenoma foi produzido a partir de produtos de transcrição mitocondrial dos transcriptomas hepáticos de três indivíduos, resultando numa sequência de DNA circular de 16.557 nucleotídeos abrangendo 22 genes de tRNA, dois genes de rRNA, 13 genes codificadores de proteínas e duas regiões de controle não codificadoras (D-loop, OrigL). A análise filogenética de sequências proximamente relacionadas da subunidade I do gene Citocrome Oxidase C (COI) demonstrou a existência de elevada diversidade entre populações morfologicamente similares de C. nattereri . Corydoras nattereri está inserida num complexo de populações atualmente identificadas como C. paleatus e C. ehrhardti . A análise da estrutura do mitogenoma demonstra que a inserção de uma sequência de 21 nucleotídeos entre os genes da subunidade 6 da ATPase e do COIII representa um caráter filogeneticamente informativo associado à evolução de Corydoradinae.

Genomic study of Anopheles (Nyssorhynchus) aquasalis, Curry 1932. A Neotropical human malaria vector

A malária humana é uma doença provocada por parasitas do gênero Plasmodium, os quais na natureza requerem de um mosquito anofelíno para completar o seu ciclo de vida e serem transmitidos a um hospedeiro humano. Nas Américas, o Brasil tem a maior incidência de malária, sendo responsável por 41% dos casos. Com o aparecimento do sequenciamento de nova geração e das ferramentas bioinformática relacionados, grandes avanços foram alcançados em relação à montagem de genomas e transcriptomas de anofelinos, assim como na exploração de estratégias de paratransgenesis para interromper a transmissão da malária. No entanto, os vetores neotropicais da malária encontram-se longe dos vetores da África e Ásia no que refere a estes conhecimentos. Este estudo é parte de um esforço contínuo para montar o genoma do Anopheles aquasalis, um vetor neotropical da malária humana, que atualmente posiciona-se como um excelente modelo de transmissão da malária no Brasil. Em paralelo ao sequenciamento do genoma, e para maximizar os dados gerados, optamos por focar em duas tarefas pontuais e viáveis: explorar a diversidade e composição do consórcio bacteriano associado ao anofelino; assim como montar e caracterizar o genoma mitocondrial desta espécie.

O sequenciamento metagenômico ̈shotgun ̈ e o programa MG-RAST foram utilizados para fazer um ̈screening ̈ das bactérias associadas à pupas de A .aquasalis criadas em laboratório. O consórcio bacteriano predito é composto por 74 gêneros contendo bactérias marinhas e bioluminescentes. No nível taxonômico de família bacteriana, identificamos 14 OTUs compartilhadas entre anofelinos americanos e africanos. Além disso, foram comparadas cinco comunidades bacterianas associadas a duas espécies de anofelinos: A. aquasalis e Anopheles gambiae. Foi identificada uma associação significativa (NPMANOVA p <0,05) entre a composição da comunidade bacteriana e o ambiente aquático (laboratório ou condições semi-naturais) nas quais cada hospedeiro anofelino foi criado. Atualmente, o entendimento da filogenia do gênero Anopheles é limitado e as informações sobre o tempo de divergência dentro da linhagem de mosquitos é escassa.

Apresentamos a sequencia de 15,393 pb correspondente ao genoma mitocondrial de A. aquasalis. Quando comparado com outros mitogenomas anofelinos relevantes, observou-se alta similaridade na composição dos genomas assim como características estruturais conservadas. Através de análises Bayesianas, reconstruímos as relações filogenéticas e estimamos a data de divergência entre 22 anofelinos e outras espécies de dípteros. Descobrimos que o mais recente ancestral entre as subfamílias Nyssorhynchus e Anopheles +Cellia existiu ~ 83 milhões anos atrás (MYA). Estimou-se que A. aquasalis divergiu do complexo do Anopheles albitarisis faz ~ 28 MYA, e faz ~ 38 MYA do Anopheles darlingi. A distribuição estreita e o peculiar nicho ecológico do A. aquasalis, além de considerar a sua adaptação a ambientes larvários com água salobra fizeram nos perguntar se a sua história evolutiva deixou uma marca na arquitetura do seu genoma, assim como sobre a estrutura da comunidade bacteriana associada a este anofelino.

Mitochondrial genome sequence diversity of Indian Plasmodium falciparum isolates

We have analysed the whole mitochondrial (mt) genome sequences (each ~6 kilo nucleotide base pairs in length) of four field isolates of the malaria parasite Plasmodium falciparum collected from different locations in India. Comparative genomic analyses of mt genome sequences revealed three novel India-specific single nucleotide polymorphisms. In general, high mt genome diversity was found in Indian P. falciparum, at a level comparable to African isolates. A population phylogenetic tree placed the presently sequenced Indian P. falciparum with the global isolates, while a previously sequenced Indian isolate was an outlier. Although this preliminary study is limited to a few numbers of isolates, the data have provided fundamental evidence of the mt genome diversity and evolutionary relationships of Indian P. falciparum with that of global isolates.