直翅目昆虫线粒体基因组比较、谱系及进化研究
三种蛾类线粒体基因组及双孔次目(鳞翅目：有喙亚目)相关类群的系统发生分析
三种蛾类线粒体基因组及双孔次目（鳞翅目：有喙亚目）相关类群的系统发生分析双孔次目是鳞翅目、有喙亚目下的一个全变态昆虫类群,全世界已知种类超过157 000多种,包括全部的蝶类和大多数的蛾类,占全部鳞翅目种类的99%左右。
该类昆虫分布十分广泛,与人类的生产和生活活动密切相关,在自然生态系统中占有极其重要的位置。
另外,其中的一些类群已成为昆虫学和进化生物学相关领域重要的研究对象和模式生物。
然而,迄今为止,有关双孔次目各主要类群间的整体系统发生关系格局尚不明晰,一些类群的系统学地位等问题还存在很多争议,特别是基于形态学和分子生物学的一些研究结果还远未达成共识。
昆虫的线粒体基因组是大小为15<sup>1</sup>9 kb的共价闭环分子,通常包含13个蛋白质编码基因（PCG）、2个rRNA基因,20余个tRNA基因和一个非编码的AT富集区（AT-rich region）。
由于它分子量相对较小,携带较为丰富的遗传信息,母系遗传等特点,现已被广泛运用于昆虫其他动物类群的系统分类学的研究中。
为了进一步解析双孔次目及其内部有关类群的系统发生关系,本研究新测了3种蛾类（玉带斑蛾、铅斑钩蛾和白缘寡夜蛾,分属于斑蛾总科,钩蛾总科和夜蛾总科）的线粒体基因组全序列,结合已知的其他双孔次目昆虫代表种类的线粒体基因组序列数据,对它们的线粒体基因组结构和组成做了详尽的比较分析;另外,根据13个蛋白质编码基因的核苷酸序列数据,运用贝叶斯演绎法（BI）最大似然法（ML）重建了双孔次目共72个代表种类的系统发生树,以此探讨它们主要类群之间的系统发生关系。
与此同时,结合GenBank中已知有关基因序列数据,以贝叶斯演绎法、最大似然法和邻接法（NJ）法的方法重建了3个总科（斑蛾总科,钩蛾总科和夜蛾总科）内部有关类群代表种群间的系统发生关系。
线粒体基因组比较分析的研究结果显示,玉带斑蛾、铅斑钩蛾和白缘寡夜蛾的线粒体基因组长度分别是15 383bp、15 564bp、15 320bp。
昆虫线粒体基因组重排的研究进展
昆虫线粒体基因组重排的研究进展陈志腾;杜予州【摘要】动物线粒体基因组通常组成稳定,基因排列也相对保守,极少发生重组.但是昆虫的线粒体基因组具有重排的可能性,而且这些重排事件可能为系统发育研究提供重要的信息.因此,深入研究昆虫线粒体基因组的重排可能有助于解决具有争议的系统发生关系.本文对昆虫线粒体基因组的重排类型、重排机理和重排在昆虫系统发育分析中的应用等方面的研究进展进行了介绍.【期刊名称】《环境昆虫学报》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】9页(P843-851)【关键词】线粒体基因组;昆虫;基因重排;系统进化;系统发育【作者】陈志腾;杜予州【作者单位】扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009;扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】Q963昆虫的线粒体基因组(mitochondrial genome)通常为双链闭合的环状DNA分子，长15-20 kb，一般包含37个基因，即13个蛋白质编码基因(PCG)、22个转运RNA(tRNA)基因和2个核糖体RNA(rRNA)基因，此外还有一个最大的非编码区，即控制区(Boore, 1999)。
昆虫线粒体基因组的多数基因在同一条链上编码，该链称为J链(majority strand)，少数基因在另一条链上编码，该链称为N链(minority strand)(Simon et al., 1994)。
线粒体基因组具有分子量小、进化速率快和重组水平较低等特点，因此已经被作为分子标记在昆虫系统学等研究中得到广泛应用(Wilson et al., 2000; Lin and Danforth, 2004; Gissi et al., 2008; Salvato et al., 2008; Wang et al., 2014a; Wang et al., 2015; Amaral et al., 2016; Song et al., 2016)。
昆虫线粒体基因的研究进展
昆虫线粒体基因的研究进展
孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
【期刊名称】《检验检疫学刊》
【年(卷),期】2010(020)003
【摘要】昆虫线粒体基因组通常含有37个编码基因,其中蛋白编码基因13个,核糖体RNA编码基因有2个,运输线粒体蛋白的tRNA编码基因22个,此外还有一些非编码区和基因间隔区.目前对于昆虫线粒体基因的研究,主要是使用其中的部分基因片段进行分类学科级水平上的系统进化分析或分子鉴定,而对于基因自身进化特点及规律的研究相对较少.本文根据文献和资料,对昆虫线粒体基因组的特点、获得方法、重排机制、研究意义和今后的研究方向进行了阐述和总结,以加深对昆虫线粒体基因组的认识,促进相关研究和进一步利用.
【总页数】5页(P69-73)
【作者】孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
【作者单位】黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555
【正文语种】中文
【中图分类】Q963
【相关文献】
1.昆虫线粒体基因的研究进展 [J], 孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
2.昆虫线粒体基因组重排的研究进展 [J], 陈志腾;杜予州
3.直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用 [J], 刘静;边迅
4.访花昆虫野蚜蝇线粒体基因组结构分析 [J], 闫艳;程梦迪;曹春桥;李虎
5.线粒体基因在鳞翅目昆虫分子系统学中的研究进展 [J], 李青青;段焰青;李佛琳;李地艳;周汝敏;曹能
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昆虫分子鉴定技术简介
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在昆虫生态学中的应用
推断气候变化对昆虫的影响：如通过形态结合 DNA 条形码的方法调查20 世纪中期及
其50～70 年后加拿大极地Churchill地区的一些寄生蜂的多样性，并比较这两个时期的物种多 样性的改变，结果发现在这50～70年间，这些地区的物种组成确实随着温度的升高发生了显 著的变化。
昆虫已命名100多万种，占动物界已知种类的2/3。
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
由于经典分类学方法具有局限性 （专业技术要求高，相对专一性），很 难同时有效地对某一个地区某一个项目 或某一次大型考察所得到的全部生物样 本进行鉴定与记录。
对形态学分类固有的缺陷，如表型 可塑性和遗传可变性，无法鉴定隐存分 类单元和不同发育阶段的昆虫。
2007年5月，加拿大圭尔夫大学正式筹建生命条形码数据库系统(Barco也包括完整的物种描述、地理分布信息、标本图片等。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
已经开展的昆虫 DNA 条形码计划
DN的A相条最互基区形本别的和码用新途物技就种术是的物发在种现间。昆虫学中的应用
DNA 序列比对与分析
距离法
距离法是通过计算物种间的遗传距离来鉴定物种，根据条形码间隙的概念， 即种内遗传距离和种间遗传距离之间应存在一个距离间隙，或通过定义一个能区 分种内、种间遗传距离的阈值，将未知物种鉴定为已知物种或定义为新种。
TaxonDNA是基于遗传距离分析条形码鉴定效率的程序（评价方法：最佳匹配方法 （BM）和基于阈值的最佳匹配方法（BCM））。通常基于K-2-P模型进行计算。BM方法的 常会导致假阳性的错误鉴定；BCM有所改进，该方法先对数据库中的序列进行统 计分析，得出一个相似性的阈值，即与未知序列遗传距离最小且在阈值范围内的 数据库中的物种为鉴定成功的物种。
二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析
二化螟线粒体cox1基因的克隆、序列测定和分子系统学分析汪爱民;共桂云;魏兆军【摘要】[目的]克隆并分析二化螟线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因(cox1).[方法]利用PCR方法扩增了二化螟线粒体cox1基因,并测定了其全序列.通过检索GenBank数据库获得了其他21种鳞翅目昆虫的cox1序列,并进行了同源性比较和分子系统学分析.[结果]cox1基因编码框包含1 531个核苷酸,编码510个氨基酸的蛋白;起始密码子为CGA,终止密码子仅由一个T组成.利用ML方法构建了基于cox1基因编码氨基酸序列的鳞翅目昆虫的分子系统树,发现分子系统树与从形态学角度的系统分类在大方面上是基本一致的,但也略有差异.[结论]为进一步研究cox1基因的表达和应用奠定了基础.%[Objective] The research aimed at cloning and analyzing mitochondrial cytochrome oxidase I gene (coxl) of Chilo suppressalis. [ Method] The mitochondrial coxl gene of Chilo suppressalis was cloned with PCR method and then sequenced. Then, coxl sequences of other 21 Lepidopteran species were obtained by blasting the GenBank with coxl gene sequence of C. Suppressalis. Finally, homology comparison and molecular phylogenitic analysis among the 22 Lepidopteran species were conducted. [ Result] The opening reading frame of coxl gene from C. Suppressalis contained 1 531 nucleotides encoding a putative protein of 510 amino acids. The coxl gene used a start codon CGA, and an incom plete termination codon composed of only T. Based on the amino acid sequences of coxl, the molecular phylogenetic tree of Lepidoptera was reconstructed using the maximum likelihood ( ML) method. The molecular phylogenetic tree was similar to the morphologicalphylogenetic tree mainly, but also showed some differences. [ Conclusion] The result will provide reference for further research on expression and application of the coxl gene.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)021【总页数】3页(P12719-12721)【关键词】线粒体DNA;二化螟;cox1基因;系统发育分析【作者】汪爱民;共桂云;魏兆军【作者单位】合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009;安徽建筑工业学院环境工程系,安徽合肥230601;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】S433.4线粒体（Mitochondrion）是细胞中进行氧化磷酸化和脂肪酸以及某些蛋白质的生物合成的场所［1］，并参与细胞的代谢、发育和衰老过程［2］。
昆虫线粒体基因组研究方法
具体步骤
• 1. 采集标本并冷冻 • 2. 提取DNA • 3. 扩增线粒体基因组上的经典片段 • 4. 设计引物，扩增其他片段 • 5. 将所有片段拼接成完整的线粒体组（环形） • 6. 校对数据，利用软件、比对等方法，标出tRNA、
16S、12S及13个蛋白质基因的位置，上传线粒 体基因组数据至Genbank。 • 7. 对tRNA进行结构预测 • 8. 对12S及16S进行结构预测 • 9. 对该昆虫线粒体基因组上特殊位置进行讨论 • 10. 系统发育分析
• number。
6. 寻找tRNA及预测tRNA结构
• 用tRNAscan-SE Search Server 在线软 件，寻找tRNA，一次 可找出17-19个。其余 与其他昆虫线粒体进 行比对找出。
• 用DNAsis预测tRNA结 构，对于较为特殊的 tRNASer(AGN)，需手 工画出。
7. 预测12S及16S结构
• 将浸泡于无水乙醇中的足取出，晾干， 分成2-3段，放在1.5ul的离心管中。按照 QIAGEN DNeasy Tissue kit使用手册的说 明进行总DNA提取。抽提的DNA溶于200300ul的AE缓冲液，并置于在-20℃冰箱保 存备用。
3. PCR扩增和测序
• 先扩增线粒体基因组上的经典片段，如COⅠ、COⅡ、 COⅢ、Cob等。
1. 采集标本及冷冻
利用高压汞灯及黑光灯诱集，然后将标 本低温冷冻致死，取一侧后足泡入无水乙 醇，置于-20度冰箱保存，供提取DNA。标 本展翅并保存，以待进一步形态鉴定。
2. DNA提取
• 总DNA提取试剂盒为德国默克公司 QIAGEN DNeasy Tissue kit。PCR试剂使 用TIANGEN天根生化科技有限公司生产的 PCR MasterMix。
多新翅类昆虫分子系统学的研究现状_刘念
多新翅类昆虫分子系统学的研究现状刘念，黄原①（陕西师范大学生命科学学院，陕西西安 710062）摘要：多新翅类是一类低等新翅类昆虫的集合。
包括直翅目Orthoptera、竹节虫目Phasmatodea、襀翅目Plecoptera、纺足目Embioptera、蛩蠊目Grylloblattodea、革翅目Dermaptera、螳螂目Mantodea、螳虫脩目Mantophasmatodea、等翅目Isoptera、蜚蠊目Blattaria和缺翅目Zoraptera 11个目。
由于形态学上的多样性，这些昆虫之间的系统发育关系仍不清楚。
本文综述了近年来多新翅类昆虫目间以及目级以下各类群间的分子系统学研究进展。
关键词：多新翅类；直翅类；网翅总目；系统发育关系；分子系统学中图分类号：Q969. 文献标识码：A文章编号：1000-7482(2010)04-0304-09多新翅类Polyneoptera是非全变态昆虫中最大和最多样性的类群，一般认为包括直翅目Orthoptera、竹节虫目Phasmatodea、襀翅目Plecoptera、纺足目Embioptera、蛩蠊目Grylloblattodea、革翅目Dermaptera、螳螂目Mantodea、螳虫脩目Mantophasmatodea、等翅目Isoptera、蜚蠊目Blattaria和缺翅目Zoraptera 11个目 (Terry 和 Whiting, 2005)。
由于形态学上的多样性，这些目之间的系统发育关系仍不清楚。
近年来包括核rRNA 基因（18S rRNA和28S rRNA），单拷贝核基因，如无翅基因（Wg）、Hox（Hx）和组蛋白亚单位（H3），线粒体基因组或部分基因（COI、COII、Cyt b、16S rRNA和12S rRNA）作为分子标记被用于多新翅类昆虫目间以及目级以下各类群之间的分子系统学研究中。
本文从目间以及目级以下各类群间两个方面综述了近年来多新翅类昆虫的分子系统学研究进展。
8种短鼻蝗线粒体COⅡ基因序列的分析研究(直翅目：蝗总科：癞蝗科)
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直翅目昆虫线粒体基因组比较、谱系及进化研究
本研究利用直翅目昆虫线粒体DNA特异性引物,采用传统方法直接测序获得
了小凸额蝗(Traulia minuta)、印度橄蝗(Tagasta indica)、僧帽佛蝗(Phlaeoba infumata)、秦岭蹦蝗(Sinopodisma tsinlingensis)、素色异爪蝗(Euchorthippus unicolor)、拟短翅拟埃蝗(Pseudoeosyllina brevipennisoide)、黑角露螽(Phaneroptera nigroantennata)及拟叶螽(Orophyllus sp.)完整或几
乎完整的8条线粒体基因组序列。
基于Hiseq2500测序平台,高通量测序技术测
序并组装注释获得了武陵山蹦蝗(Sinopodisma wulingshanensis)、秦岭小蹦蝗(Pedopodisma tsinlingensis)及日本黄脊蝗(Patangajaponica)三个物种全线
粒体基因组序列。
本研究测定的11条直翅目昆虫线粒体基因组序列,加上实验室测定未发表
线粒体基因组序列及NCBI上已提交的直翅目昆虫全线粒体基因组序列共153条,
应用比较基因组学,谱系基因组学及进化生物学等方法进行了分析,获得结论如下:1、本研究获得了 11条直翅目昆虫线粒体基因组序列,AT含量普遍偏高,在70%以上,13个蛋白编码基因密码子第三位AT含量普遍高于密码子第一位和第二位;11个物种线粒体基因组J链序列、22个tRNAs和AT富集区的碱基组成具有
明显AT-skew和CG-skew;13个蛋白编码基因的密码子使用频率较高的是UUA、UCU、UCA和ACA;11个物种的tRNAs二级结构与其它直翅目昆虫的二级结构基本
一致。
2、秦岭蹦蝗、比氏蹦蝗、武陵山蹦蝗、霍山蹦蝗及秦岭小蹦蝗线粒体基
因组比较分析表明:①蹦蝗属和小蹦蝗属线粒体基因组A+T含量在整个直翅目昆
虫中最高。
②5种蝗虫最保守的tRNA是trnA,trnLCUN,trnF和trnG,只有一个核苷酸变。