隐翅虫科昆虫比较线粒体基因组学及系统发生研究
线粒体DNA在鳞翅目昆虫系统学研究中的应用
线粒体DNA在鳞翅目昆虫系统学研究中的应用房守敏【摘要】线粒体DNA具有母性遗传与进化速率快等特点,已作为理想的分子标记广泛应用于昆虫的分类学、群体遗传学、系统发育和分子进化等研究.本文介绍了鳞翅目昆虫线粒体基因组的特征,对线粒体DNA应用于鳞翅目昆虫系统发生和分子进化等方面的研究进行了综述,并总结了线粒体基因或区段在鳞翅目昆虫不同分类阶元的适用性.【期刊名称】《蚕学通讯》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】9页(P17-25)【关键词】鳞翅目;线粒体;系统发生;分子进化【作者】房守敏【作者单位】西华师范大学生命科学学院,四川南充,637002【正文语种】中文随着分子生物学的发展,DNA序列用于昆虫和其他动物系统发育和分子进化的研究越来越受到人们的重视。
除了一些快速进化的核基因如无翅(wingless,Wg)[1]和延伸因子1α(elongation factor 1-alpha,EF-1α)[2]等能用于分子系统学研究外,线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)由于其进化速率快而备受关注。
自Nass 等[3]于1962年发现mtDNA以来,近年来人们对其基因组结构和进化进行了深入细致的研究,发现线粒体基因组分子量小、拷贝数多、复合母系遗传、不发生重组、突变率高等特点。
动物和昆虫的线粒体基因往往比核基因的进化速率分别快5～10倍[3]和2～9倍[4]。
不同的线粒体基因有不同的进化速率,通常进化速率最大的是控制区;蛋白编码基因中的细胞色素氧化酶I(cytochrome oxidase I,COI)、COII 和NADH脱氢酶亚基5(NADH dehydrogenase subunit 5,ND5)次之;核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)的大小亚基(12S和16S)较保守;进化速率最慢的是转运RNA(transfer RNA,tRNA)。
由于线粒体进化速率快和基因组相对较小等优点,mtDNA已被广泛用于系统发育、分子进化、昆虫分类学和群体遗传学等研究[5]。
基于线粒体基因对直翅目昆虫系统发育学的研究
基于线粒体基因对直翅目昆虫系统发育学的研究
马婷婷;陈光
【期刊名称】《吉林农业大学学报》
【年(卷),期】2011(033)005
【摘要】简要概述了线粒体基因组的结构和特点,同时基于线粒体基因组中的13个蛋白编码基因,选螳螂目、蜚蠊目、等翅目及螳脩目的5个种为外群,对直翅目34个种进行系统发育学研究.结果表明直翅目与外群分开,形成单系群.直翅目内部形成螽亚目与蝗亚目2个单系群.在螽亚目内部形成螽次亚目与蟀次亚目2个分支,且驼螽总科与螽斯总科形成姐妹群,但蚁蟋科与蝼蛄科形成1支,并不支持蟋蟀总科的单系性.在蝗亚目内部形成(蚤蝼总科+(牛蝗总科+(锥头蝗总科+蝗总科)))的系统进化关系.
【总页数】6页(P494-499)
【作者】马婷婷;陈光
【作者单位】吉林农业大学生命科学学院,长春130118;吉林农业大学生命科学学院,长春130118
【正文语种】中文
【中图分类】Q969.26
【相关文献】
1.大蚕蛾科绢丝昆虫线粒体基因组A+T丰富区序列及其系统发育研究 [J], 沈兴家;陈丽媛;唐顺明;孙孝龙;赵巧玲;朱晨;郭锡杰
2.基于线粒体基因组的东方鲀属系统发育学及群体遗传学 [J], 周志雄;刘波;宫杰;
白玉麟;阳俊逸;徐鹏
3.直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用 [J], 刘静;边迅
4.蝗总科昆虫雌性下生殖板及系统发育关系研究(直翅目) [J], 许升全;郑哲民
5.小车蝗属Oedaleus Fieber昆虫的种间系统发育关系支序分析(直翅目:斑翅蝗科) [J], 廉振民;胡玉琴;乔永民
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昆虫线粒体基因组的结构和演化研究
昆虫线粒体基因组的结构和演化研究随着生物技术的不断发展，昆虫线粒体基因组的研究也日益引起了科学家们的关注。
线粒体是细胞内一个非常重要的细胞器，其主要功能是合成细胞所需的能量ATP。
线粒体基因组是由DNA组成的一个闭合圆环，昆虫线粒体基因组的结构和演化研究一直是科学界研究的热点之一。
昆虫线粒体基因组的结构昆虫线粒体基因组是一个圆形的双链DNA分子，大小约为16-20kb。
与细胞核的染色体相比，昆虫线粒体基因组比较小，但是其在昆虫的进化和适应性方面起着至关重要的作用。
昆虫线粒体基因组的结构比较保守，通常包含13个编码蛋白质的基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因，其中有些基因横跨着整个线粒体基因组。
另外，在昆虫线粒体基因组中还存在着“非编码区”（non-coding region），该区域的长度和组成在不同昆虫物种之间差别很大，但是其在整个基因组的复制和转录中发挥着非常重要的作用。
昆虫线粒体基因组的演化在不同昆虫物种之间，线粒体基因组的组成和结构会存在一定的差异性，这种差异性主要表现在基因组的大小、基因数目和序列组成等方面。
研究表明，昆虫线粒体基因组的演化是一个比较复杂的过程，它不仅受到自然选择和遗传漂变的影响，还受到基因重组和基因转移等因素的影响。
在自然选择的作用下，一些昆虫物种会逐渐丧失不必要的基因，如维生素合成基因等。
而一些重要的基因则会得到保留和加强，以适应环境变化的需求。
此外，昆虫线粒体基因组中的tRNA基因和非编码区序列的演化速度比编码基因要快，这意味着在不同物种之间，这些区域的序列组成和长度可能会发生较大的变化。
昆虫线粒体基因组的研究意义昆虫线粒体基因组的研究对于昆虫的分类和系统发育研究具有重要的意义。
由于昆虫线粒体基因组的结构比较保守，因此可以通过对不同昆虫物种基因组的比较研究，了解它们之间的关系和进化历程。
此外，昆虫线粒体基因组的研究还有助于深入了解昆虫的适应性进化和遗传学特征，为昆虫的保护和利用提供科学依据。
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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中国普拉隐翅虫属分类研究(鞘翅目：隐翅虫科：隐翅虫亚科)的开题报告
中国普拉隐翅虫属分类研究(鞘翅目：隐翅虫科：隐翅虫亚科)的开题报告题目：中国普拉隐翅虫属分类研究(鞘翅目：隐翅虫科：隐翅虫亚科)摘要：普拉隐翅虫属是一种难以区分的小型昆虫，分布于全球各地。
该属的分类学状况一直没有得到明确的描述，这也使得对其生物学特征和生态环境适应性等方面的研究显得更加困难。
为了更好地了解该属物种的种类和数量，以及它们在不同地理环境下的适应性变化，本研究将对中国普拉隐翅虫属进行全面分类研究。
以获得更加系统的生物学特征和分类学结构，在生态和保护方面的应用含义更加明确。
同时，本研究还将鉴定影响普拉隐翅虫种群变化的因素。
研究问题和目的：本研究的主要目的是通过对中国普拉隐翅虫属的分类研究，获得更加系统的生物学特征和分类学结构。
通过对普拉隐翅虫属物种的分析，可以揭示其基因组、形态学特征和生长环境等方面的特征。
同时，本研究还将探究影响普拉隐翅虫种群变化的因素，以获得更加有效的生态保护措施。
研究内容和方法：本研究将主要采用系统学方法，对中国普拉隐翅虫属物种特征进行分类研究。
通过采集、鉴定普拉隐翅虫属标本，将对其基因组、形态学特征、生长环境等方面进行分析。
同时，结合多元统计学方法进行分类学研究，绘制出进化树与物种传统分类之间的关系，对普拉隐翅虫属的类群划分、物种辨识等进行进一步探讨。
此外，还将对普拉隐翅虫种群变化的因果关系进行分析，以支持制定良好的生态保护措施。
预期结果和意义：本研究将为普拉隐翅虫属物种的分类、分布范围、生态环境适应性等方面的研究提供更为系统和准确的分类学基础，为其生态保护与利用提供了科学依据。
同时，这份研究还将有助于推动该属物种的保护与研究工作的进一步开展，对于了解我国昆虫物种多样性、生物多样性保护工作等具有重大的价值和意义。
基于线粒体Cytb基因序列探讨中国斑翅蝗科部分种类的系统发育关系
基于线粒体Cytb基因序列探讨中国斑翅蝗科部分种类的系统发育关系叶海燕;黄原【期刊名称】《生命科学研究》【年(卷),期】2011(15)3【摘要】基于斑翅蝗科14种的线粒体Cytb基因462 bp序列,使用MEGA2和PAUP4.0b软件包进行分析,显示Cytb基因序列具有明显的高A、T偏向性和距离依赖的TS/TV值.采用邻接法(NJ)、最大似然法(MP)和极似然法(ML)分别构建斑翅蝗科4亚科8属的系统发育树,不同算法构建的系统发育树均支持分为四大分支(亚科):A(绿纹蝗属)、B(束颈蝗属)、C((飞蝗属+车蝗属)+小车蝗属)、D((痂蝗属+异痂蝗属)+皱膝蝗属);红胫小车蝗和黄胫小车蝗作为两个种比较合适;痂蝗亚科和异痂蝗亚科应该合并为一个亚科;飞蝗亚科与斑翅蝗亚科的分类关系尚未解决,需要进一步的研究进行分析验证.【总页数】7页(P229-235)【作者】叶海燕;黄原【作者单位】陕西师范大学生命科学学院,中国陕西西安710062;陕西师范大学生命科学学院,中国陕西西安710062【正文语种】中文【中图分类】Q969.26+5.1【相关文献】1.基于线粒体COⅠ基因序列探讨卵翅蝗亚科系统发育关系 [J], 胡洲;徐吉山;毛本勇2.应用线粒体Cytb基因序列探讨果蝇科部分属间的系统发育关系 [J], 张崇珍;曾庆韬;钱远槐;杨勇3.蜻科部分种类Cytb基因序列比较及系统发育分析(蜻蜒目:差翅亚目) [J], 张大治;杨国辉;郑哲民4.基于Cytb和COⅡ基因序列的网翅蝗科(直翅目:蝗总科)部分种类的分子系统学研究 [J], 王延峰;王文强;郑哲民;黄原;杨亮5.基于线粒体COⅠ基因序列探讨卵翅蝗亚科系统发育关系 [J], 胡洲;徐吉山;毛本勇;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
昆虫线粒体DNA Cyt b基因研究进展
第 ２卷 第 ２ ５ 期 ２ ０年 ６月 １ ０
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隐翅虫科昆虫比较线粒体基因组学及系统发生研究隐翅虫科Staphylinidae是鞘翅目Coleoptera物种多样性最高的一个科,现记载约61,000种。
目前,隐翅虫科的研究主要集中在基于形态特征、核基因和部分线粒体基因的系统发生研究。
近年来,线粒体DNA(mt DNA)因其点突变率高、母系遗传、结构简单、无内含子、结构组成保守等优势特性已广泛应用于昆虫分子系统学研究中。
本研究基于线粒体基因组数据对隐翅虫科进行系统发生分析,为明确隐翅虫科的系统发生关系提供科学数据并从线粒体基因组角度去验证基于形态学特征及其他分子数据的系统发生研究结果。
本研究通过二代测序的方法获得了9种隐翅虫的近全长线粒体基因组序列,包括隐翅虫亚科Staphylininae代表性种类7种、筒隐翅虫亚科Osoriinae 1种和毒隐翅虫亚科Paederinae1种。
本研究利用生物信息学及比较基因组学等方法对已测得的9种隐翅虫及Gen Bank中已公布的90种隐翅虫的线粒体基因组数据进行比较分析,并基于37个线粒体基因的联合序列矩阵利用最大似然法和贝叶斯法重建了隐翅虫科高阶元的系统发生关系。
主要研究结果如下:(1)目前获得的近全长隐翅虫线粒体基因组不具有基因缺失和基因重排现象。
(2)隐翅虫科线粒体基因组大多呈明显的AT偏斜和CG偏斜。
(3)基因重叠与特定基因有关:atp6-atp8和nad4-nad4L两对基因间出现稳定的重叠区域,即7 bp的ATGATAG或ATGATAA。
(4)基因间隔主要分布在两个区域,tRNA-Arg与tRNA-Asn间隔区的长度主要为50~228bp;tRNA-Ser2和nad1之间的基因间隔区约为20 bp,此间隔区域被认为是线粒体基因组转录过程中作为
转录终止的信号位点。
(5)nad1和cox1基因具有较为特殊的起始密码子,分别是TTG和AAT;且部分种类的nad4、nad5、cox2和cox3基因使用不完全的终止密码子T。
(6)氨基酸密码子使用偏好性与核苷酸序列GC含量及第三位点GC含量存在明显的负相关性,尤其与密码子第三位点GC含量相关性极为显著。
(7)仅tRNA-Ser1缺少DHU臂、无法形成三叶草型结构,且tRNA-Ser1的反密码子由GCT变为TCT。
(8)蛋白质编码基因的核苷酸替代率与GC含量呈明显的负相关。
atp8基因的进化速率最快;cox1基因最为保守。
(9)基于核苷酸序列与氨基酸序列及密码子第一、第二位点序列构建的系统发生分析存在一定的差异,但所有的分析都不支持以下四个亚科级群的单系性:四眼隐翅虫亚科级群Omaliine Group、尖腹隐翅虫亚科级群Tachyporine Group、异形隐翅虫亚科级群Oxyteline Group和隐翅虫亚科级群Staphylinine Group。
突眼隐翅虫亚科Steninae、异形隐翅虫亚科Oxytelinae和出尾蕈甲亚科Scaphidiinae被恢复为单系群,而尖腹隐翅虫亚科Tachyporinae和四眼隐翅虫亚科Omaliinae均为非单系群。
这些系统发生分析结果验证了先前基于形态学特征的系统发生研究结果。
基于37个基因的核苷酸序列构建的系统发生关系也支持隐翅虫亚科Staphylininae和前角隐翅虫亚科Aleocharinae的单系性,这与基于形态学特征和其他分子数据的研究结果也是一致的。
氨基酸序列构建系统发生树存在差异的可能原因是:氨基酸序列过于保守,没有足够的系统发生信息解决近期分歧物种间的系统关系。
基于仅包含第一和第二位点的核苷酸序列构建的系统发生树存在差异的原因是:密码子第三位点也包含研究对象的系统遗传信号,因此不应该被删除。
(10)毒隐翅虫亚科Paederinae与哈隐翅虫亚科Habrocerinae聚为一支,与隐翅虫亚科Staphylininae构成姐妹群,从而否定了毒隐翅虫亚科Paederinae与隐翅虫亚科Staphylininae的姐妹群关系,另外本研究中蚁甲亚科Pselaphinae为并系群,不同于部分研究结果中蚁甲亚科Pselaphinae为单系群,以上结果有待基于更多取样和分子标记数据的分析、探究。