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15¹9 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
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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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］。

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。

基于线粒体COI基因的17种菱蜡蝉亚科昆虫DNA条形码研究(半翅目：蜡蝉总科：菱蜡蝉科)肖永刚;陈祥盛【摘要】通过对菱蜡蝉科Cixiidae菱蜡蝉亚科Cixiinae 9属17种昆虫的mt DNA COI基因序列进行研究,探讨DNA条形码在菱蜡蝉亚科昆虫中快速识别和准确鉴定的可行性.采用MEGA 5对序列进行比对和遗传距离分析,基于COI基因序列构建ML、MP、NJ、ME系统发育树.结果显示:属间平均遗传距离为0.133,介于0.102 ～0.147之间;属内种间平均遗传距离为0.047,介于0.025～ 0.079之间;地理种群间平均遗传距离为0.039;介于0.024～0.064之间.系统发育树显示:同属物种聚为一小支,分支置信度高达97％～ 100％;同一地理类群聚为一支,分支置信度高达98％～100％.结果表明应用基于COI基因片段的DNA条形码对菱蜡蝉亚科昆虫分类鉴定是可行的.【期刊名称】《山地农业生物学报》【年(卷),期】2014(033)002【总页数】7页(P44-50)【关键词】菱蜡蝉亚科;DNA条形码;mt COI基因;遗传距离;系统发育树【作者】肖永刚;陈祥盛【作者单位】贵州大学昆虫研究所,贵州贵阳550025;贵州昆虫资源开发利用省级特色重点实验室,贵州贵阳550025;宜宾学院实验与教学资源管理中心,四川宜宾645300;贵州大学昆虫研究所,贵州贵阳550025;贵州昆虫资源开发利用省级特色重点实验室,贵州贵阳550025;贵州大学动物科学学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】Q969.35线粒体细胞色素氧化酶第一亚基DNA(mt DNA)被认为是动物界中最适合的DNA 条形码标准基因［1-2］。

COI基因包含丰富的遗传信息，既相对保守又能保证足够变异，进化速率适中，可作为属种系统进化研究的良好标记，目前已广泛应用于昆虫分子系统发育分析［3-6］。

DNA条码技术已为研究和利用地球上众多的生物资源，鉴定生物多样性提供了强大的工具，并在各物种的鉴定与分类中发挥重要作用［5-8］。

DNA条形码在昆虫分类中的应用宋南;刘杰;彩万志;赵忠懿【摘要】DNA条形码(DNA barcoding)是生物分类学领域出现的一项新技术,其本质是一段含有生物信息的DNA片段,人们可以利用这段基因片段进行物种鉴别.在昆虫分类领域,DNA barcoding采用的标记基因主要是线粒体CO Ⅰ基因.该基因在引物对应部分比较保守,其它部分具相当变异,容易利用通用引物进行PCR扩增；同时在近缘种间,这段基因的差异又足够大.近年来,人们利用DNA barcoding技术针对昆虫纲不同类群开展了广泛的研究,尤其在物种鉴定和生物多样性领域.与传统分类相比,DNA barcoding具有客观、简便、准确、快捷等优势,但是作为一种新技术,它仍有许多问题亟待解决,这主要表现在理论和技术两个方面.在理论方面,DNA barcoding的基本功能是物种鉴定而非物种定义.在技术方面,DNA barcoding应着力解决基因标记的选择、与形态分类系统的兼容以及干扰基因的排除.本文主要针对DNA barcoding在昆虫分类中的应用、存在的问题以及可能的解决方法等予以综述.【期刊名称】《四川动物》【年(卷),期】2013(032)003【总页数】5页(P470-474)【关键词】DNA条形码;昆虫分类;物种鉴定;存在问题【作者】宋南;刘杰;彩万志;赵忠懿【作者单位】中华人民共和国河南出入境检验检疫局,郑州450003;中国农业大学昆虫系,北京100094;中国科学院动物研究所,北京100101;中国农业大学昆虫系,北京100094;中华人民共和国河南出入境检验检疫局,郑州450003【正文语种】中文【中图分类】Q78;Q969近年来，随着分子生物学技术的快速发展，在分类学研究领域人们以生物体的某段DNA序列作为类似于商品条形码的标记，以此来标志一个物种。

这项技术即为DNA条形码(DNA barcoding)。

21世纪初，德国进化生物学家Tautz教授在Nature等杂志撰文，首次提出将DNA作为生物分类研究平台的观点(Tautz et al.，2002，2003)。