摘要: 鞘翅目是世界上物种最丰富的类群,分为原鞘亚目(Archostemata Kolbe,1908)、藻食亚目(Myxophaga Crowson,1955)、肉食亚目(Adephaga Schellenberg,1806)和多食亚目(Polyphaga Emery,1886)。随着分子生物学的发展,分子系统学的技术被广泛应用于鞘翅目系统学研究中。本文综述了鞘翅目高级阶元的分子系统学的研究进展及存在问题。基于分子生物学手段,分子分类学家提出了关于鞘翅目高级阶元分子系统学很多假说,分子分析结果支持鞘翅目的4个亚目各为单系,而亚目间的系统关系还不统一。基于分子手段对于亚目内的系统发育关系的研究也有了一定的进展,比如:分子系统学结果支持肉食亚目的水生类群和陆生类群分别为单系,水生类群为一次起源。目前,鞘翅目高级阶元分子系统学的研究还不够成熟和完善,主要表现为:材料选择有限且不均衡、基因数目和适合度不理想,以及一些关键节点研究的欠缺。

摘要: 研究双翅目昆虫线粒体基因组的结构特点,并设计其测序的通用引物,为今后双翅目昆虫线粒体基因组的研究提供参考和依据。利用比较基因组学和生物信息学方法,分析了已经完全测序的26个双翅目昆虫线粒体基因组的结构特点、碱基组成和保守区,并据此设计了双翅目昆虫基因组测序的通用引物。结果表明:双翅目昆虫线粒体基因组长1450319517bp,其结构保守,含有37个编码基因,包括13个蛋白质编码基因,22个tRNA编码基因和2个rRNA编码基因,此外还包含一段长度差异很大的非编码区(AT富含区)。基因组内基因排列次序稳定,除个别基因外,其余都与黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因排列次序一致。基因组的碱基组成不均衡,AT含量在72.59%85.15%之间,碱基使用存在偏向性,偏好使用AC碱基。全基因组的核苷酸和氨基酸序列保守,共鉴定了11个保守区。在保守区内共设计了26对双翅目线粒体基因组测序通用引物,扩增的目标片段都在1200bp以内。将该套通用引物用于葱蝇Delia antiqua线粒体全基因组测序,结果证明其高效、合用。

摘要: 目前关于螽斯科昆虫的线粒体基因组全序列及其分子进化的研究报道很少。本研究利用L-PCR技术结合嵌套步移PCR扩增获得纺织娘Mecopoda elongata和日本纺织娘M.niponensis的线粒体基因组全序列,同时对二者之间的碱基组成和结构特点进行了比较分析。结果显示:纺织娘线粒体基因组(GenBank登录号JQ917910)序列全长15284bp,A+T含量71.8%;日本纺织娘线粒体基因组(GenBank登录号JQ917909)序列全长15364bp,A+T含量72.4%;2种纺织娘序列长度差异主要是控制区长度不同引起(纺织娘控制区长294bp,日本纺织娘控制区长393bp)。2种纺织娘基因组基因含量、相对位置及转录方向均与其他已报道的螽斯科昆虫一致,未发现基因重排现象;基因组中均存在较长的间隔序列,在trnA/trnR之间的间隔序列长度分别为63bp与68bp,在trnQ/trnM之间的分别为55bp和26bp,在trnSUCN/nad1之间的均为21bp。而最长的基因重叠区域在2种纺织娘trnC/trnW之间均为8bp,在atp8/atp6和nad4L/nad4L之间均为7bp。蛋白质编码基因的碱基组成和密码子使用均具有明显的偏倚性;除nad1和nad2以特殊的TTG作为起始密码子,cox1使用特殊的起始密码子ATGA外,其余的10种蛋白质编码基因均使用典型的ATN作为起始密码子。在tRNA基因中,除trnSAGN外,均能折叠形成典型的三叶草形二级结构。在这些tRNA基因中均存在一定数目的以G-U错配为主的碱基错配,类似现象同样存在于其他已测定的六足动物线粒体基因组中,表明G-U配对在线粒体基因组中很可能是一种完全正常的碱基配对方式。基因组中控制区的A+T含量略低于线粒体基因组的其他区域,表明高A+T含量并不是该区域的必要特征。本研究结果为螽斯科系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。

摘要: 象甲是鞘翅目中物种最丰富的类群,目前关于其线粒体基因组全序列的研究还未见报道。本研究利用长距PCR和引物步移法对萧氏松茎象Hylobitelus xiaoi Zhang线粒体基因组全序列进行了测定。结果显示:萧氏松茎象线粒体基因组序列全长16123bp(GenBank登录号为JX847496),共编码37个基因和1个非编码的控制区,基因次序与典型的六足动物线粒体基因排列一致,未发现基因重排现象。在基因组中两个值得注意的发现分别是:1)N链上存在1个额外的trnV-like序列,反密码子为GAC,长度为69bp,其中65bp与J链上的trnD重叠;2)trnSUCN和nad1之间存在1个长度为232bp的基因间隔区。全部13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN,9个蛋白质编码基因的终止密码子为TAA,其余4个蛋白质编码基因中,nad1和cox2的终止密码子为TAG,nad4和nad5则以不完整的终止密码子T作为终止信号。除trnSAGN外,其余的tRNAs均可形成典型的三叶草结构。而trnSAGN的反密码子由TCT替代GCT,反密码子臂延长形成9bp(中间含1个碱基突起),TΨC臂由正常的5bp变为6bp,DHU臂缩短仅1bp,各个臂之间没有连接碱基。线粒体控制区中包括10处长度不少于5bp的poly-T(最长poly-T长度为14bp)和2处微卫星样重复序列(TA)6和(TA)9。本研究结果为探讨象甲总科在鞘翅目中的系统学地位及其与其他总科间的系统发生关系等问题提供了重要的分子生物学数据。

摘要: 为了探究进化模型对DNA条形码分类的影响,本研究以雾灵山夜蛾科44个种的标本为材料,获得COI基因序列。使用邻接法(neighbor-joining)、最大简约法(maximum parsimony)、最大似然法(maximum likelihood)以及贝叶斯法(Bayesian inference)构建系统发育树,并且对邻接法的12种模型、最大似然法的7种模型、贝叶斯法的2种模型进行模型成功率的评估。结果表明,邻接法的12种模型成功率相差不大,较稳定;最大似然法及贝叶斯法的不同模型成功率存在明显差异,不稳定;最大简约法不基于模型,成功率比较稳定。邻接法及最大似然法共有6种相同的模型,这6种模型在不同的方法中成功率存在差异。此外,分子数据中存在单个物种仅有一条序列的情况,显著降低了模型成功率,表明在DNA条形码研究中,每个物种需要有多个样本。