基于线粒体12S rRNA和ND5基因序列的中国飞蝗属3亚种系统发育关系研究

对分布于中国的飞蝗Locusta migratoria Linnaeus 3亚种的线粒体12SrDNA(487bp)和ND5(451bp)基因的部分序列进行测定,与已知全线粒体基因组全序列的非洲飞蝗亚种进行序列比较,并在此基础上对ND5基因,以斑腿蝗科瘤喉蝗Parapodisma mikado为外群,重建MP树。基于序列长度的限制,将两基因联合分析重建了1棵最简约无根树。在对准的4个亚种共有的481bp的12SrDNA和451bp的ND5片断序列比较中,AT含量明显高于GC含量。由序列差异来看,哑洲飞蝗和东亚飞蝗序列相似度高,非洲飞蝗和西藏飞蝗相似度高,ND5基因的MP树和联合树也支持这个结论。由于大陆漂移和青藏高原隆起的特殊地质事件,正好解释了非洲飞蝗和西藏飞蝗的相似性,支持西藏飞蝗为单独1亚种,与非洲飞蝗为同一起源地,与其它2亚种相区别。     

直系同源基因的识别方法与数据库

直系同源(orthology)是指由于物种形成事件而享有共同祖先的基因之间的关系,直系同源基因之间通常具有相似的结构和生物学功能.由于基因组和转录组序列的快速积累,精确的识别直系同源基因有助于功能基因的注释,比较和进化基因组学研究.综述了现有的识别直系同源基因的主要方法,并列举了由此构建的数据库.这些方法可以归纳为三大类,第一类是基于序列相似性的方法,具有识别速度快以及灵敏度高等优点;第二类是基于构建系统发育树的方法,具有准确性高和信息量大等优点;第三类是将上述两种方法结合起来的混合方法,更好地平衡了灵敏性和准确性.最后总结了识别过程所面临的问题.     

核内线粒体DNA片段(Numts)的研究进展

核内线粒体DNA片段(nuclear mitochondrial DNA segments, Numts)给线粒体DNA的研究和应用带来了严重干扰,因而备受广大学者的关注。国内外学者在Numts的检测方面做了大量的研究。尤其是近年来,随着大量基因组数据的积累,相关研究不再局限于研究特定线粒体基因的核内同源片段,而是拓展到基因组水平上比较不同物种的Numts含量和分布,物种内部Numts的多态性也日益被研究者重视。该文从Numts的形成机制、检测方法、数量和分布对线粒体DNA研究的干扰及排除方法等方面进行了总结与归纳,也对Numts的研究意义与未来的发展趋势进行了简要分析。     

基于COⅡ基因序列的斑腿蝗科部分亚科的分子系统学研究

采用PCR产物直接测序法测定了斑腿蝗科10个亚科16属22种的COⅡ基因585 bp的片段, 对序列的碱基组成进行了分析,并评估了数据集的系统发育信号;最后,以癞蝗科的肃南 短鼻蝗作为外群,采用NJ法、MP法、ML法以及贝叶斯推论法构建了系统树,以解决这些物种所代表的亚科之间的系统发育关系。结果表明：22种斑腿蝗科昆虫的COⅡ基因序列碱基组成表现强烈的A+T含量偏向性。对COⅡ基因585 bp序列片段构成的全数据组和根据密码子不同位点划分的密码子第一、第二和第三位点数据组的系统发育信号分析显示,所有数据组都具有一定的系统发育信息。在4种方法得到的合一树中发现： （1）星翅蝗亚科、刺胸蝗亚科、黑背蝗亚科、斑腿蝗亚科的亲缘关系较近;（2）卵翅蝗亚科与稻蝗亚科亲缘关系较近,建议卵翅蝗亚科似乎应归入稻蝗亚科中,板胸蝗亚科与这两个亚科的关系较近;（3）黑蝗亚科和秃蝗亚科似乎应合并为一个亚科;（4）切翅蝗亚科的4个属未聚在一起,表明这些属的区别较大,不是一个单系群;（5）黑蝗亚科和秃蝗亚科关系较近,且与本研究中其他几个亚科的亲缘关系相对较远。研究结果表明COⅡ基因在解决斑腿蝗科的亚科以下属种间的系统发育关系时是一个有效的分子标记。     

斑翅草螽线粒体基因组序列测定与分析

已经测定的昆虫线粒体基因组中, 直翅目草螽亚科的疑钩额螽Ruspolia dubia线粒体控制区长度最短, 仅70 bp。为此, 本研究采用L-PCR结合二次PCR扩增策略对另一种草螽亚科昆虫斑翅草螽Conocephalus maculates线粒体基因组序列进行了测定。序列注释发现: 斑翅草螽线粒体基因组序列全长15 898 bp, A+T含量为72.05%, 基因排列与典型的节肢动物线粒体基因组一致。全部蛋白质编码基因以典型的ATN作为起始密码子, 9个蛋白质编码基因具有完整的终止密码子, 其余4个以不完整的T作为终止信号。除trnS^AGN外, 其余21个tRNAs均可折叠形成典型的三叶草结构, 依照Steinberg等(1997)线粒体特殊tRNA结构类型-9, trnS^AGN的DHU臂形成一个7 nt环, 反密码子臂则长达9 bp, 含1个突起碱基, 而不是正常的5 bp。斑翅草螽与其他直翅目昆虫线粒体基因组的主要区别在于, 在trnS^UCN和nad1, nad1和trnL^CUN基因间各存在一段罕见的、大段的基因间隔序列, 长度分别为78 bp和360 bp。其中, 位于nad1和trnL^CUN之间的基因间隔序列N链可形成一个包含完整起始、终止密码子(ATT/TAA)、编码103个氨基酸的未知开放阅读框。同义密码子使用偏好与线粒体基因组编码的tRNA反密码子匹配情况无关, 但与密码子第3位点的碱基组成紧密相关; 相对密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)大于1的密码子, 其第3位点全部是A或T。在已经测定的直翅目昆虫线粒体基因组tRNAs中, 均存在一定数量的碱基错配, 且以G-U弱配对为主, 表明G-U配对在线粒体基因组中可能是一种正常的碱基配对形式。本研究测定的斑翅草螽线粒体基因组序列, 和先前已经测定的直翅目线粒体基因组序列一起, 可以为重建直翅目的进化历史提供数据资源。     

昆虫学研究的Internet资源

互联网的发展给昆虫学的研究开辟了新的道路。该文简要介绍了Internet以及在昆虫学研究和教学中的应用概况 ,并从虚拟图书馆、数据库、在线工具、网上期刊、课程网站以及个人网页 6个方面系统介绍了昆虫学研究的Internet资源     

昆虫核酸分子系统学研究进展

本文从研究对象、方法、类群、内容等方面综述了近十年来昆虫核酸分子系统学研究进展概况。文中首先介绍了ＲＦＬＰＡ、探针杂交及ＤＮＡ指纹、ＰＣＲ与ＲＡＰＤ－ＰＣＲ、顺序分析方法及应用情况,列举了在双翅目、膜翅目、同翅目、直翅目等目昆虫中的研究进展,并从居群遗传结构、分类学研究、系统发育和分子进化４个方面总结了昆虫核酸分子系统学的研究内容和主要成果,最后指出ＲＡＰＤ－ＰＣＲ与ＲＦＬＰ联合用于测序是近期昆虫分子系统学上最有应用价值的方法。     

蚜虫的分子系统学研究概况

蚜虫是一类重要经济昆虫,大多是经济植物害虫,但有些是重要的资源昆虫,如五倍子蚜,由于其体小、生活周期复杂、有多态现象及生物型的分化,故仅依靠形态特征常难以区分近缘种类,更不用说种下生物型的区分。从70年代以来,生化和分子生物学方法被广泛地用于蚜虫的系统学研究,本文对采用过的蚜虫分子系统学方法、研究过的蚜虫种类、研究内容和主要结果进行了综述。1蚜虫分子系统学的研究方法纵观蚜虫分子系统学的研究史,可以分成前后两个阶段。从对年代后期到80年代后期的10余年间,以酶蛋白的电泳分析为主,从80年代后期以来,则以核…     

应用DNA复合条形码技术研究秦岭水生动物多样性

基于新一代测序技术的DNA复合条形码技术,以其简便快捷和省时省力的特点,已经成为监测生物多样性的主要方法。采用这一技术,选取COⅠ和18S rRNA两个条形码标记,对秦岭5个淡水水域内,不同生境下10个样品的水生动物多样性进行了初步调查。区系组成结果显示:18S rRNA基因鉴定了9门42纲52目,COⅠ基因鉴定了5门11纲36目,而两个条形码标记共鉴定了10门48纲89目。群落组成分析结果显示:COⅠ分析得到样本中含量相对较高的类群是双翅目、毛翅目、基眼目、鞘翅目、蜉蝣目等;而18S rRNA分析得到样本中主要有节肢动物门、软体动物门和扁形动物门三个大门。此外,两者的分析结果也表明所选样地下游的类群数要高于上游。α多样性分析结果显示:金龙峡、沣峪口和石砭峪3个受人类影响较大样地的群落丰富度和群落多样性相对较高,而五台山和子午峪两个自然样地的物种丰富度和群落多样性相对较低,表明一定程度的外来干扰会对一个地方的水生生物多样性有明显的提高。β多样性分析结果显示,不同环境因素下样品的群落结构差异性较大,而相似环境因素下样品的群落结构差异性则相对较小。此外,在聚类分析时,环境相似性较高的样品首先聚集在一起,而且群落相似性也相对较高。