线粒体Cyt b基因与昆虫分子系统学研究

细胞色素b(cytochrorrle b,Cyt b)是线粒体13个蛋白质编码基因中结构和功能被研究得最为清楚的基因之一,该基因的进化速度适中,适合研究种内到种间甚至科间的系统发育关系,研究内容涉及种及种下阶元的分类鉴定、种上阶元的系统发育分析、种群的遗传变异和进化研究、分子进化研究等方面,本文对Cyt b基因的分子特点及其在昆虫系统学研究中的应用进行综述。     

实蝇肠杆菌科共生菌的研究进展

实蝇与体内微生物的共生关系是目前较受关注的研究课题。其中,肠杆菌科细菌是这些内共生微生物中的重要一类,广泛存在于实蝇肠道和生殖系统中。研究证明,共生肠杆菌科细菌在参与实蝇的碳氮循环、营养代谢、生殖免疫及生物防治等方面都发挥着极大的作用。近年来,人们利用分子生物学技术已鉴定出部分实蝇内共生肠杆菌科细菌的类群,发现许多优势的益生肠杆菌种和代谢产物,它们能增强实蝇的健康,提高昆虫不育技术的应用高效性。本文对实蝇共生肠杆菌科细菌的种类、分布和作用,以及它们在不育昆虫技术中的应用进展作一综述,这不仅有助于人们更深入地了解宿主与共生菌群落间的互作关系,而且对人类开发新型实蝇防治饵剂以及将此类共生益生菌应用于实蝇不育技术有重要意义。     

番石榴实蝇和瓜实蝇的线粒体L-rRNA基因测序及双翅目昆虫L-rRNA基因的结构特征与系统发育关系分析

RNA二级结构比一级结构包含更多的信息, 在物种系统发育分析中更能反应真实情况。因而, 本研究对番石榴实蝇Bactrocera correcta和瓜实蝇B. cucurbitae的L-rRNA全基因进行了测序, 构建了双翅目L-rRNA基因二级结构的模式图, 并分析了其结构特征, 而后基于H45~H47茎环结构参数和结构序列及L-rRNA结构序列对双翅目13科的系统发育关系进行了初步分析。结果表明： 双翅目昆虫具有保守的L-rRNA二级结构; 不同结构区碱基组成和分布不均匀, Ⅳ区和Ⅴ区的完全保守碱基含量最高, GC含量最高, 绝大部分科Ⅵ区的AT斜率均小于0; 科内特有碱基和科间少数保守碱基大部分为G或C。瘿蚊科与双翅目其他科具有较远的系统发育关系, 而丽蝇科、 寄蝇科和食蚜蝇科有相近的系统发育关系; 虻科与网翅虻科同在一个小分支; 蠓科与蚊科同在一个大的系统发育分支。利用单方面参数不易得到理想的进化结果, 准确系统发育分析需要结合多方面的参数。     

纤毛虫分子系统发育学的研究进展

在回顾纤毛虫分子系统发育学产生发展历史的基础上,介绍了随着20年中RFLP、RAPD和DNA序列分析等分子生物学技术作为该学科的主要研究方法在种群遗传多样性与进化、种上阶元系统发育学两方面取得的研究成果和近期研究进展,最后在探讨纤毛虫分子系统发育学存在的一些问题和解决方法的同时,预测了纤毛虫分子系统发育学今后将极大地推动真核生物的起源与进化,内共生等重要生物进化问题的研究。     

散白蚁属Reticulitermes分子系统发育与生物地理学研究进展

散白蚁属Reticulitermes隶属于等翅目鼻白蚁科Rhinotermitidae,是一类危害严重的重要社会性昆虫。文章回顾了近年来国内外散白蚁属系统发育和生物地理学研究进展,主要比较了传统方法和分子方法对散白蚁属系统发育的研究,包括对鼻白蚁科的进化关系研究,散白蚁属的分子系统发育现状,分子技术发展过程的总结。对散白蚁属的地理分布与其进化关系研究进行了阐述。线粒体、核基因标记和微卫星系统发育分析可以用于推测具有重要经济价值的散白蚁种类如北美散白蚁等的入侵路线和可能的入侵机制。文章最后展望了新兴测序技术、线粒体全基因组、转录组和宏基因组分析等可以用于散白蚁属系统发育分析。     

基于mtDNA COI基因序列的中国柑橘果实蝇的分子鉴定及柑橘大实蝇种群的遗传多样性分析

【目的】探明危害我国柑橘的实蝇种类以及柑橘大实蝇Bactrocera minax不同地理种群和不同寄主种群的遗传多样性。【方法】利用mtDNA COI基因对危害柑橘的果实蝇进行种类鉴定,采用MEGA软件对其中28个地理种群的535头果实蝇COI基因片段(约505 bp)序列进行比对,分析种间及种内遗传距离,构建系统发育树。使用DnaSP软件分析柑橘大实蝇不同地理种群和不同寄主种群的遗传多样性。【结果】从柑橘虫果内共鉴定出4种实蝇,分别为柑橘大实蝇B.minax、桔小实蝇B.dorsalis、蜜柑大实蝇B.tsuneonis和瑞丽果实蝇B.ruiliensis。这4种实蝇的种间遗传距离为0.0264～0.2410,种内遗传距离为0.0000～0.0140,种间与种内遗传距离没有重叠区域。单个柑橘虫果内一般仅有1种实蝇,极个别柑橘果实可同时被两种实蝇危害(4/43);在这些为害柑橘的实蝇种类中,以柑橘大实蝇的个体数量比例最大,占90.70%。柑橘大实蝇地理种群遗传多样性高,28个种群共有17个单倍型。【结论】柑橘大实蝇是所调查地区柑橘实蝇的绝对优势种,其种群遗传分化程度较高,扩散危害风险大。本研究结果对柑橘果实蝇类的监测和防控具有重要意义。     

菱角萤叶甲不同地理种群及近缘种rDNA-ITS1基因序列初步分析

通过对我国菱角萤叶甲Galerucella birmanica Jacoby 6个地理种群和褐背小萤叶甲Galerucella grisescens Joannis扬州种群的核糖体DNA第1内转录间隔区（rDNA-ITS1）的测序,并调用GenBank中该属其它4种昆虫的同源序列,运用软件DNAStar的MegAlign程序对小萤叶甲属种间、同种不同地理种群之间的ITS1序列的遗传分歧及相似性进行了分析,运用Mega3.0软件建立系统发育关系.序列分析结果表明,rDNA-ITS1基因在小萤叶甲属昆虫中进化速度较快,种下具有一定的差异,种间差异明显.该基因适合小萤叶甲属种间和种下的分类鉴定研究.进化树显示,菱角萤叶甲泰安种群和扬州种群形成一个分支,益阳种群和新余种群形成一个分支,苏州种群和上海青浦种群形成一个分支,这一现象说明6个地理种群的菱角萤叶甲分化与寄主和地理距离之间具有较高的相关性.     

哺乳动物系统发育基因组学研究进展

哺乳动物是一类最进化并在地球上占主导地位的动物类群,重建其系统发育关系一直是分子系统学的研究热点。随着越来越多物种全基因组测序的完成,在基因组水平上探讨该类动物的系统发育关系与进化成为研究的热点。本文从全基因组序列,稀有基因组变异及染色体涂染等几个方面简要介绍了当前系统发育基因组学在现生哺乳动物分子系统学中的应用,综合已有的研究归纳整理了胎盘亚纲的总目及目间的系统发育关系,给出了胎盘动物19 个目的系统发育树。本文还分析了哺乳动物系统发育基因组学目前所面临的主要问题及未来的发展前景。     

基于mtDNA COI基因的离腹寡毛实蝇属常见种DNA条形码识别和系统发育分析

【目的】离腹寡毛实蝇属Bactrocera昆虫是最具经济重要性的实蝇类害虫,本研究依据mtDNA COI基因碱基序列对离腹寡毛实蝇属常见实蝇种类进行识别鉴定与系统发育分析。【方法】以口岸经常截获的离腹寡毛实蝇属8个亚属21种实蝇为对象,采用DNA条形码技术,通过对mtDNA COI基因片段 (约650 bp)的测序和比对,以MEGA软件的K2-P双参数模型计算种内及种间遗传距离,以邻接法(NJ) 构建系统发育树。【结果】聚类分析与形态学鉴定结果一致,除11种单一序列实蝇外,其他10种实蝇均各自形成一个单系,节点支持率为99%以上。种内（10种）遗传距离为0.0003~0.0068,平均为0.0043;种间（21种）遗传距离为0.0154~0.2395,平均为0.1540;种间遗传距离为种内遗传距离的35.8倍,而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。【结论】基于mtDNA COI基因的DNA条形码技术可以用于离腹寡毛实蝇属昆虫的快速鉴定识别,该技术体系的建立对实蝇类害虫的检测监测具有重要意义。     

蚜蝇科昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

蚜蝇科昆虫是一类重要的资源昆虫,目前GenBank数据库共收录64种蚜蝇科昆虫线粒体全长基因组序列,涉及蚜蝇亚科(Syrphinae) 3族26种,管蚜蝇亚科(Eristalinae) 5族38种。本文总结了蚜蝇科昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在蚜蝇科昆虫系统发育研究中的应用,同时基于线粒体全基因组序列重建了蚜蝇科系统发育关系,并提出今后蚜蝇科昆虫的线粒体基因组学研究重点。     

Host shifts in economically significant fruit flies (Diptera: Tephritidae) with high degree of polyphagy

Insects tend to feed on related hosts. Coevolution tends to be dominated by interactions resulting from plant chemistry in defense strategies, and evolution of secondary metabolisms being in response to insect herbivory remains a classic explanation of coevolution. The present study examines whether evolutionary constraints existing in host associations of economically important fruit flies in the species‐rich tribe Dacini (Diptera: Tephritidae) and to what extent these species have evolved specialized dietary patterns. We found a strong effect of host phylogeny on associations on the 37 fruit flies tested, although the fruit fly species feeding on ripe commercially grown fruits that lost the toxic compounds after long‐term domestication are mostly polyphagous. We assessed the phylogenetic signal of host breadth across the fruit fly species, showing that the results were substantially different depending on partition levels. Further, we mapped main host family associations onto the fruit fly phylogeny and Cucurbitaceae has been inferred as the most likely ancestral host family for Dacini based on ancestral state reconstruction.     

基于mtDNA Cytb 的六种果实蝇的分子鉴定

本研究首次对果实蝇属的桔小实蝇Bactrocera dorsalis、瓜实蝇B. cucurbitae、南瓜实蝇B. tau、番石榴实蝇B. correcta、具条实蝇B. scutellata、黑漆实蝇B. scutellaris等6种实蝇mtDNA Cytb基因进行了测序。对这6种实蝇72个个体mtDNA Cytb基因中段420 bp的碱基序列进行分析,得到38种单倍型,发现了116个变异位点,其中30个位点较为稳定。对这6种实蝇与其各自鉴别位点的对应关系研究表明,mtDNA Cytb基因可以作为这6种实蝇种类鉴别的分子标记。     

大型真菌分子生物学实验材料的保存方法介绍

介绍了几种保存大型真菌分子生物学实验材料的方法 ,用这几种方法所保存的材料提取的基因组核糖体脱氧核糖核酸 (DNA)质量适于系统生物学及其他分子生物学研究之用。     

Complete mitochondrial genome of Dacus conopsoides (Insecta: Tephritidae) with tRNA gene duplication and molecular phylogeny of Dacini tribe

To date there is only a single report on the complete mitochondrial genome of the Dacus fruit flies. We report here the whole mitogenome of Dacus conopsoides with first report of tRNA gene duplication in tephritid fruit flies determined using next-generation sequencing and discuss the molecular phylogeny of Dacini tribe. It had a total length of 15,852 bp, comprising 13 protein coding genes, 2 rRNA genes, 23 tRNA genes, and a non-coding region (A + T-rich control region). The 65-bp trnF gene was duplicated, and the 68-bp trnE gene was partially duplicated resulting in a 31-bp pseudogene. The cloverleaf structure for trnN, trnH, and trnF lacked the TΨC-loop, while trnS lacked the D-stem. The start codons for the protein coding genes included 6 ATG, 3 ATC, 2 ATA, and 1 each of ATT and TCG. Seven PCGs had TAA stop codon, two had TAG and four had incomplete T stop codon. Molecular phylogeny based on 15 mt-genes (13 PCGs +2 rRNA genes) and 30 taxa of Tephritidae indicated D. conopsoides forming a monophyletic sister group with D. longicornis supported by high bootstrap value. The lineage containing also the monophyletic genus Zeugodacus. The Dacini and Ceratitidini tribes of the subfamily Dacinae were monophyletic but the subfamilies Dacinae and Trypetinae were paraphyletic. A broader taxa sampling of the Tephritidae is needed to better elucidate the phylogenetics and systematics of the tribes and subfamilies of tephritid fruit flies.     

水生甲虫系统发育研究进展

简要回顾了水生甲虫近十几年来各个分类阶元水平系统关系的研究历史,对代表性的水生甲虫类高级阶元系统发育关系进行了比较分析,总结了普遍存在的共识和争议.在研究进展中还介绍了分子生物学方法在水生甲虫系统发育研究中的尝试,虽然其研究结果还未能完全解决上述问题,但必将是对现有研究方法的补充.     

Gender-specific bacterial composition of black flies (Diptera: Simuliidae)

Although hematophagous black flies are well-known socioeconomic pests and vectors of disease agents, their associated bacteria are poorly known. A systematic analysis of the bacterial community associated with freshly emerged adult black flies of four North American species, using cultivation-independent molecular techniques, revealed 75 nonsingleton bacterial phylotypes. Although 17 cosmopolitan phylotypes were shared among host species, each fly species had a distinct bacterial profile. The bacterial composition, however, did not correlate strongly with the host phylogeny but differed between male and female flies of the same species from the same habitat, demonstrating that a group of insects have a gender-dependent bacterial community. In general, female flies harbor a less diverse bacterial community than do males. The anatomical locations of selected bacteria were revealed using fluorescence in situ hybridization. Understanding the physiological function of the associated bacterial community could provide clues for developing novel pest-management strategies.     

Effect of tin and lead chlorotriphenyl analogues on fruit fly Drosophila hydei and liposomes membrane

This article presents the results of a study investigating the biological activity of triphenyltin chloride (TPhT) and two metalloorganic compounds, triphenyllead chloride (TPhL) and triphenylmethane chloride (TPhC), in their interaction with model membranes and the living organisms of fruit flies Drosophila hydei. The study of model membranes (sonicated liposomes) was conducted using the electron spin resonance (ESR) spin probe technique, whereas the experiment on fruit flies involved investigating their viability on media containing the studied compounds. The test results clearly demonstrate that TPhT affects fruit flies more actively than TPhL (complete lethality after 7 days of culture with a TPhT-containing medium). No toxic effect of TPhC on fruit flies was shown. The results of the biological experiment were reflected in the physical experiment involving an ESR study of liposomes: TPhT activity manifested itself as a considerable increase in fluidity of the central region of the liposome lipid bilayer.     

烟草水提物对果蝇寿命及有关基因转录的影响

探究烟草的水浸泡液对果蝇寿命与衰老情况的影响以及其中的分子机制。取羽化12 h内的新生W^1118系雄果蝇,分别培养于添加不同浓度烟草浸出液的培养基中处理,每日统计果蝇死亡情况;每7日提取对照组与最高浓度处理组果蝇全RNA,通过Real-time PCR检测过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、去泛素化酶(Rpn11)和去乙酰化酶(Sirt6)等与寿命有关基因的表达水平变化。结果显示,烟草影响使雄果蝇寿命显著缩短,且影响随烟草提取液浓度增加影响逐渐增大;烟草影响下果蝇的抗氧化基因出现显著上调,泛素化调节基因与去乙酰化基因等表达水平的变化均出现显著改变。表明烟草对果蝇的寿命情况有不利影响,可能通过引起氧化胁迫导致果蝇早衰。