摘要
本研究获得了西藏血蜱的完整线粒体基因组序列，丰富了血蜱类的线粒体基因组数据，为进一步研究该属的种群遗传和分子进化提供了重要的遗传标记。
Characterization of the complete mitochondrial genome and phylogenetic analyses of Haemaphysalis tibetensis Hoogstraal， 1965 （Acari: Ixodidae）
时间：2024 杂志：Ticks and Tick-borne Diseases 影响因子：3.2 分区：1/2区
研究目的
本研究采用了NGS技术对西藏血蜱（Haemaphysalis tibetensis）的完整线粒体基因组进行了测序和注释。作者还利用线粒体基因组中的蛋白编码基因（PCGs）构建了系统发育树，并探讨了西藏血蜱与其他血蜱。特别是血蜱属（Haemaphysalis）内各亚属之间的进化关系。
研究方法
图1 成年西藏血蜱的形态特征
雄性：（A） 背面视图，（B） 腹面视图；
雌性：（C） 背面视图，（D） 腹面视图。
图2. 成年西藏血蜱角突和内突的形态特征
雄性：（A） 背面视图，（B） 腹面视图；
雌性：（C） 背面视图，（D） 腹面视图。
首先，使用PhyloSuite和手动方法对序列进行标准化，确保它们的名称和注释正确无误。然后使用MAFFT软件对蛋白编码基因进行比对，并通过PhyloSuite将所有PCGs的对齐结果合并成一个联合数据集，同时使用Gblocks 0.91b去除了模糊对齐的区域。接下来，使用ModelFinder确定了每个基因适合的进化模型，然后采用IQ-TREE构建了最大似然系统发育树，使用了核苷酸替换的分区模型。进行了100，000次超快速Bootstrap重复值，生成了系统发育树，最后使用iTOL v5对进化树进行可视化和美化。
主要结果
1、线粒体基因组结构和核苷酸组成
该线粒体基因组包含22个tRNA基因、13个蛋白编码基因、2个rRNA基因（rrnL和rrnS）以及2个非编码的控制区（CR1和CR2）（表1，图3）。22个tRNA基因序列总长1366 bp，A+T含量为80%。13个蛋白编码基因总长10，800 bp，A+T含量为77%。2个rRNA基因总长1950 bp，A+T含量为81%。
表1 西藏血蜱的线粒体基因组基因长度和排列
图3 西藏血蜱的线粒体基因组图谱
图4 西藏血蜱线粒体基因组的相对同义密码子使用率（RSCU）。图中x轴标注了密码子家族，柱状图显示了各密码子的RSCU值。柱顶的数值表示相应氨基酸的使用率。
图5 西藏血蜱线粒体基因组（GenBank: OM049539）中确定控制区1（CR1）和控制区2（CR2）。图中括号内的数字表示该单倍型的序列数量。
在蜱类线粒体基因组中，Montagna等人曾将一些小的非编码区域定义为“Tick-Box”，认为它们可能参与调控nad1和rrnL基因的3'端成熟，起到转录终止或前体转录物加工的作用。
但后来的研究发现，这些区域实际上是重复单元，并且是双链转录的。在本研究中，研究人员在西藏血蜱线粒体基因组中也发现了重复单元，但它们位于nad1和rrnL基因的下游，而不是在互补区域（图6）。此外，在属于亚属Alloceraea的4个血蜱物种（H. inermis、H. kitaokai、H. kolonini和H. colasbelcouri）中，也发现了在trnE和nad1基因之间存在插入序列，包含重复单元。
图6 西藏血蜱线粒体基因组中的重复区域。图中上方的数字表示相对于tRNA-M基因的位置。
图7 基于13个蛋白编码基因构建的系统发育树，展示了蜱类物种之间的进化关系。图中，Limulus polyphemus （NC_003057）作为外群。比例尺表示每个位点的预期变化数。每个节点旁边的数字表示Bootstrap支持率的百分比。
讨论
本研究确定并分析了分布于中国高海拔山区的西藏血蜱（Haemaphysalis tibetensis）的完整线粒体基因组。获得了总长14，714 bp的线粒体基因组序列，包括13个蛋白编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因以及2个非编码区。该线粒体基因组的核苷酸组成比例为:A 38.38%、G 9.61%、T 39.32%、C 12.69%，与已报道的其他蜱类物种相近，呈现出弱的AT负偏移。A+T含量明显高于G+C含量，这是大多数节肢动物线粒体基因组的共同特征。13个蛋白编码基因主要编码ATP合成酶亚基、细胞色素和氧化还原酶亚基。
在硬蜱类线粒体基因组中发现了“Tick-Box”序列结构，被认为可能参与转录后调控，并可能导致基因组重排。但后续研究发现，这些其实是重复单元，长度和拷贝数在不同物种间存在差异。通常这些重复单元位于nad1和rrnL基因的下游区域。在某些亚属，如Dermacentor、Rhipicentor和Hyalomma，还会在trnQ和trnF基因之间发现第三个重复单元。但在属Amblyomma和Haemaphysalis中，这两个基因之间的非编码区很短，不含“Tick-Box”序列。这可能有助于将蜱类划分为更高的分类单元。与属血蜱属其他物种仅在nad1和rnnL基因下游有重复单元不同，H. inermis、H. colasbelcouri、H. kolonini和H. kitaokai的线粒体基因组中，重复单元位于trnE和nad1基因之间的插入区域。这可能是由于这些物种这两个基因之间的非编码区较长所致。
血蜱属包含16个亚属。Hoogstraal和Kim根据形态特征将这些亚属划分为三个组，“structurally primitive”组（Alloceraea、Allophysalis、Aboimisalis和Sharifiella）；“structurally intermediate”组（Herpetobia）和“structurally advanced”组（Aborphysalis、Dermaphysalis、Elongiphysalis、Garnhamphysalis、Gonixodes、Haemaphysalis、Kaiseriana、Ornithophysalis、Rhipistoma、Segalia和Subkaiseriana）。系统发育分析结果表明，西藏血蜱所属的亚属Allophysalis相对于主要的Haemaphysalis支系更为远缘。在主Haemaphysalis支系内部，H. (Herpetobia) sulcata、H. (Herpetobia) qinghaiensis和H. (Aboimisalis) punctata以及几个其他亚属形成一个小支系，而Allophysalis和H. (Herpetobia) nepalensis则位于外围。因此，Hoogstraal和Kim提出的“结构上原始、中间和进化”的分类方案在系统发育上并不单一。但值得注意的是，亚属Alloceraea中的4个“structurally primitive”物种（H. inermis、H. kitaokai、H. kolonini和H. colasbelcouri）在线粒体基因组水平上形成了一个独立的支系。这些物种被认为具有血蜱属物种中最“原始”的形态特征。
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