基于线粒体COⅠ基因的齿小蠹属昆虫DNA条形码研究

齿小蠹属（鞘翅目： 小蠹科）昆虫是植物检疫中经常截获的类群, 为探讨线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的特定区段作为DNA条形码快速准确鉴定齿小蠹种类的可行性, 以齿小蠹属昆虫为研究对象, 测定分析了线粒体COⅠ基因462 bp碱基序列。序列分析结果显示： 变异位点为259个, 保守位点203个, 简约信息位点181个, 自裔位点78个。所有位点中, A, G, C和T碱基平均含量分别为30.7%, 16.5%, 17.0%和35.8%。A+T含量较高, 为66.5%, 明显高于G+C含量, 表现明显的A+T碱基偏嗜, 且A与T含量相当, 符合昆虫线粒体基因碱基组成的基本特征。转换与颠换结果显示： 该段序列未达到饱和, 可以得到准确的进化分析。利用Kimura 2-parameter模型分析遗传距离得到, 同物种间的遗传距离介于0.002~0.007之间, 不同种间的遗传距离介于0.056~0.431间, 平均遗传距离为0.199, 说明该段序列能够区分不同物种。基于COⅠ基因序列构建的邻接法系统发育树（NJ树）显示, 同一物种聚为同一小支, 且分支自展值均为100%; 近缘种能聚集在一起, 且置信度很高（≥97%）。结果表明应用基于COⅠ基因片段的DNA条形码进行齿小蠹属昆虫分类鉴定具有可行性。     

三峡库区鲌属鱼类线粒体COⅠ基因遗传多样性的初步分析

{{@ convertAbstractHtml(article.abstractinfoCn, "cn")}}       

四种臂尾轮虫线粒体COⅠ基因部分序列及系统发育关系

测定了臂尾轮虫属(Brachionus)4种共40个个体的线粒体COⅠ基因的部分序列。该序列长543bp,其中A T占65．6％;序列中共有157个变异位点,占全部位点的28．9％。用褶皱臂尾轮虫(B．plicatilis)作外群构建的UPGMA树、NJ树和MP树都表明,4个种中方形臂尾轮虫(B．quadridentatus)和壶状臂尾轮虫（B.urceus)的亲缘关系最近,矩形臂尾轮虫(B．1eydigi)次之,萼花臂尾轮虫(B．calyciforus)最远,此结果与传统形态分类学的基本一致。     

基于mtDNA COⅠ基因对榕属植物上粉蚧的分子鉴定和系统发育分析

【目的】榕属植物是我国华南地区普遍种植的园林植物,本研究旨在明确榕属植物上发生危害的粉蚧种类。【方法】测定榕属植物上发生为害的9种粉蚧的COⅠ基因序列,利用生物信息学软件分析其序列同源性、遗传结构及系统进化关系。【结果】测出38条粉蚧的COⅠ基因序列相似度达到99.25%～100.00%,9种粉蚧的种间遗传距离为0.070～0.173,其中堆蜡粉蚧与菠萝灰粉蚧遗传距离最大,而康氏粉蚧与橘小粉蚧遗传距离最小,说明康氏粉蚧与橘小粉蚧亲缘关系较近。构建的系统发育树中,每种粉蚧与GenB ank数据库下载的已知序列聚在一支,系统发育树结果与形态学鉴定结果一致。【结论】线粒体COⅠ基因序列能够快速准确鉴定榕属植物上的粉蚧,也揭示了榕属植物上粉蚧的遗传结构和系统进化关系,为农林业监测和精准防治粉蚧类害虫提供科学依据。     

中国迁粉蝶属(鳞翅目,粉蝶科)基于NDⅠ和COⅠ基因部分序列的系统发育关系

测定了中国迁粉蝶属3种4亚种以及迁粉蝶指名亚种5个生态型的线粒体COⅠ基因和NDⅠ基因部分序列,以灵奇尖粉蝶为外群,分别采用最大简约法、最大似然法和贝叶斯法构建分子系统树,探讨了中国迁粉蝶属3种4亚种间的系统发育关系,并首次明确了迁粉蝶指名亚种5个生态型的亲缘关系。结果显示在测得的COⅠ基因661bp序列和NDⅠ基因472bp序列中,有变异位点227个,简约位点119个,A+T含量(75.5%)明显偏高。迁粉蝶属4亚种分子系统关系为:(镉黄迁粉蝶指名亚种+((梨花迁粉蝶指名亚种+梨花迁粉蝶海南亚种)+迁粉蝶指名亚种)),迁粉蝶指名亚种5个生态型分子系统关系为:(无纹型+((有纹型+红角型)+(银斑型+血斑型)))。     

斑皮蠹属昆虫COⅠ基因比较及系统学初步研究

对6种斑皮蠹线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ)进行比较并对斑皮蠹属系统发育关系进行初步探讨。本研究测定分析了6种斑皮蠹线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ),并采用简约法和贝叶斯推论法构建了斑皮蠹的分子进化树。序列比对分析得到365 bp大小的COⅠ基因片段,其中可变异位点182个(49.9%),保守位点174个(47.7%),转换/颠换的平均值(R值)为0.9,说明此段序列适合于分子进化树。利用不同系统发育重建方法得到的进化树具有相似的拓扑结构,同时结合形态学分类特征对斑皮蠹属昆虫的分子系统进化关系进行探讨。研究显示分子结果与形态分类结果相似。利用COⅠ基因构建的斑皮蠹系统发育树是探讨斑皮蠹系统学的有效方法。     

外来入侵种红脂大小蠹COⅠ基因分化的研究

红脂大小蠹Dendroctonu svalens LeConte为近年来危害最为严重的外来入侵生物。本研究利用特异引物扩增出红脂大小蠹COⅠ基因序列(GenBank登录号:GQ495096-GQ495128),在160个位点中发现3个该种与大小蠹属其他种不同的特异位点;比较不同地理种群的红脂大小蠹,发现中国种群间遗传分化不明显,说明入侵种的瓶颈效应,而遗传变异是入侵种与环境长期互作的结果;基于COⅠ基因序列比对的研究发现,入侵中国的红脂大小蠹与该虫原发生地北美洲部分种群具有同源性。     

基于线粒体COⅠ基因序列的小萤叶甲属部分种类分子系统学研究（鞘翅目：叶甲科：萤叶甲亚科）

本文目的是通过对小萤叶甲属部分种类的线粒体COⅠ基因进行比较,探讨小萤叶甲属昆虫进化与寄主植物之间的关系,同时对几种分类地位模糊的昆虫进行分析和归类。测定了我国菱角萤叶甲Galerucella birmanica Jacoby和褐背小萤叶甲Galerucella grisescens Joannis以及小猿叶甲Phaedon brassicae Baly线粒体COⅠ基因720 bp序列,并调用GenBank中小萤叶甲属等其他8种昆虫的同源序列,对序列的碱基组成、转换颠换、遗传距离等进行了分析。并以小猿叶甲为外群,分别采用邻接法（NJ）、最大简约法（MP）和贝叶斯推论法（BI）建立这些种的分子系统发育关系。序列分析结果表明：小萤叶甲属昆虫COⅠ基因A+T含量平均为71.8％,存在较强的A+T含量偏向性,氨基酸的变异率为18.3％; 小萤叶甲属与外群之间的遗传距离(0.169～0.198)远远大于属内种间的距离(0.001～0.134)。依据分子系统树结果我们推测小萤叶甲属昆虫的进化与寄主植物之间有着显著的关系,在传统分类学上曾隶属于其他属的几种昆虫与小萤叶甲昆虫有着更近的亲缘关系。     

日本三角涡虫河南八种群基于COⅠ基因片段的分子系统学研究

对采自河南4大山系8产地的日本三角涡虫线粒体DNA细胞色素C氧化酶Ⅰ亚基(COⅠ)基因进行PCR扩增和测序,用MEGA4.0、PAUP*4.0等程序对所得序列进行分析和系统树重建。结果表明,采自大别山系商城县的两个种群XYshangcheng1和XYshangcheng2的COⅠ片段序列同源性最高,为100%;而采自伏牛山系嵩县的种群LYsongxian与其它7种群的COⅠ片段序列同源性最低,在84.3%～89.0%之间。NJ树、MP树和贝叶斯树拓扑结构完全一致,从系统树上可以看出LYsongxian种群与其它7种群的亲缘关系最远;另外7种群又聚为2支。该聚类结果基本和各种群的山系分布相符合。同时结合基于Hsp70基因的分子系统学研究以及涡虫形态学、细胞遗传学等方面的证据初步推测:LYsongxian种群可能不是日本三角涡虫,而是三角涡虫属另外一个种,该推测是否正确尚待进一步的组织解剖学验证。     

嗡蜣螂属Onthophagus十二种蜣螂线粒体COⅠ基因的DNA条形码研究

对嗡蜣螂属Onthophagus 12种蜣螂的线粒体COⅠ基因3'端部分序列(731 bp)进行了比较,结果显示,COⅠ序列的变异位点213个,简约信息位点167个。碱基替代主要发生在第3位点(64次),占替代总数的83.12%。除掘嗡蜣螂O.fodiens与婪嗡蜣螂O.lenzi小于2%外,其余种间遗传距离在8.1%¹5.8%之间,种内遗传距离为015.8%之间,种内遗传距离为0⁰.2%。单倍型多样性(Hd)和核苷酸序列多样性(Pi)分别为0.944±0.030和0.10518±0.0045。滑动窗口分析表明,可变位点频率在2400.2%。单倍型多样性(Hd)和核苷酸序列多样性(Pi)分别为0.944±0.030和0.10518±0.0045。滑动窗口分析表明,可变位点频率在240²90 bp、675 bp附近较高。NJ树聚类结果与传统形态学分类相吻合:外群代表种分化最早,种间聚成一分支,种内个体优先聚集种下。本文认为COⅠ基因适合作为嗡蜣螂属物种鉴定的DNA条形码。     

携带与未携带松材线虫的松墨天牛转录组差异表达基因分析

【目的】本研究旨在建立携带与未携带松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的松墨天牛Monochamus alternatus成虫各组织的转录组数据库,揭示松墨天牛对松材线虫响应的转录组整体表达特征。【方法】以携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫的表皮、气管和脂肪体为材料,采用Illumina HiSeq^TM 2000测序平台开展转录组测序,利用Trinity软件对RNA-Seq数据进行从头组装,利用NCBI数据库进行基因注释。通过DEG-Seq分析携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫中的差异表达基因,对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析,并通过实时荧光定量PCR技术对部分差异表达的基因包括ENV, CDK1, HSP70-C, HSP70, HSP75, DUO, PABPN1和IGFP基因的表达水平进行验证。【结果】测序过滤后共获得55 059条单基因簇(unigene),平均长度为1 536 bp。将unigene与数据库中的序列进行BLASTX比对,成功注释24 354条unigenes,其中4 022条unigene在GO数据...     

DNA条形码技术在田间常见蓟马种类识别中的应用

蓟马类害虫种类多、 体型小, 传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别。本研究利用DNA条形码通用型引物, 以我国田间常见的25种蓟马为靶标扩增其线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ (mitochondrial cytochrome c oxidase subunit Ⅰ gene, mtDNA COⅠ) 基因 (约650 bp), 通过对靶标片段碱基序列的测序及比对分析, 以邻接法 (NJ法) 构建系统发育树, 并以Kimura双参数模型计算种内、 种间遗传距离。结果表明： 聚类分析与形态学鉴定结果一致, 表现为较长的种间分支和较短的种内分支, 每个单系分支对应一个物种, 同一物种不同单倍型的最初分支自展值均为100%。25种蓟马的种内平均遗传距离为0.0027, 种间平均遗传距离为0.2757, 种间遗传距离为种内遗传距离的102.1倍; 而且种内、 种间遗传距离没有重叠区域。结果说明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可以用于不同种类蓟马的快速准确鉴别。     

Effects of spatio-temporal intervals between newly-hatched larvae on larval survival and development inMonochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae)

The effects of distance between hatching larvae on survival and development were investigated inMonochamus alternatus. Two newly-hatched larvae were inoculated intoPinus densiflora bolts at a distance of 2.5 cm or 10 cm, simultaneously or at an interval of 2 weeks. Some larvae were inoculated singly as a control. When larvae were inoculated simultaneously, mortality of the closely-inoculated larvae was significantly higher than that of distantly-inoculated larvae. Such high mortality was identified as due to conspecific bites. When the two larvae were inoculated asynchronously, the first-inoculated larvae killed some second-inoculated larvae but were never killed by them. Consequently, mortality was higher in second-inoculated larvae than in first-inoculated larvae. In particular, there was a significant difference in mortality between them when the larvae had been inoculated closely. The mortality of second-inoculated larvae was higher in the closely-inoculated group than in the distantly-inoculated group although there was no significant difference between them. In the case of two simultaneously-inoculated larvae, the initial distance between them had no significant effect on the development and growth in the early larval stage. When the larvae were inoculated asynchronously, the first-inoculated larvae grew more quickly than singly-inoculated control larvae.     

豉甲科及水生肉食亚目的分子系统发育学分析(昆虫纲：鞘翅目)

利用PAUP和MrBayes软件,对线粒体COⅠ基因序列3个密码子位置的数据模块分别进行了豉甲科(Gyrinidae)和水生肉食亚目(Hydradephaga)在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得了理想的分析结果。由PAUP生成的豉甲科最优树来自第二密码子数据模块的分析,而由MrBayes生成的最优树来自全部密码子数据模块的分析。此外,用对应的氨基酸序列生成的ME和MP树与第二密码子数据模块分析的结果也一致。亚科Orectochilinae和Gyrininae以高的支持率形成了单系。然而,来自亚科Enhydrinae的种Porrorhynchus landaisi landaisi呈现了异常的位置。SH-test检验也支持该异常位置,表明这个种可能代表了一个科。在来自第二密码子数据模块的水生肉食亚目最优ML树中,整个Hydradephaga树呈现单系,豉甲科位于树的基部,表明了该科在水生肉食亚目中是一个早期的分支。在树中还产生了一个单系的Dytiscoidea总科,由Dytiscidae、Hygrobiidae、Noteridae和Amphizoidae 4个科组成,单系的Haliplidae与之成为姐妹群。此外线粒体分子钟的结果表明豉甲科的5对相近种间的分化是一个短时期内发生的(0.01～1.81百万年前),这点可能与它们的特殊地理分布有关。     

松墨天牛漆酶基因MaLac1的克隆、原核表达及表达谱分析

【目的】本研究旨在克隆并鉴定松墨天牛Monochamus alternatus内源漆酶基因MaLac1,分析其在松墨天牛不同发育阶段的表达水平,为进一步明确MaLac1功能提供依据。【方法】基于松墨天牛肠道转录组测序数据,通过RACE克隆松墨天牛MaLac1基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析;将该基因与pET-32a载体链接构建表达载体pET-MaLac1,导入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta (DE3)使其表达;使用qPCR检测MaLac1基因在松墨天牛不同发育阶段(低龄幼虫、老熟幼虫、蛹、雌成虫和雄成虫)肠道中的表达差异。【结果】克隆获得松墨天牛MaLac1的cDNA全长序列(GenBank登录号:KY073340)。MaLac1开放阅读框全长2 067 bp,编码一个含688个氨基酸的蛋白质,预测分子量为78.34 kD,等电点为5.30。SignalP 4.1 Server预测MaLac1在N端包含一个15个氨基酸的信号肽。序列比对分析表明,MaLac1具有典型的昆虫漆酶基因特征,与赤拟谷盗Tribolium castaneum漆酶基因的氨...     

松墨天牛对寄主树木的产卵选择

在室内采用选择行为方法,研究了松墨天牛Monochamus alternatus对几种松属植物的产卵选择行为。结果表明,松墨天牛对黑松Pinus thunbergii的选择性最强,对马尾松P.massoniana的选择性最弱,二者间差异显著,它们与火炬松P. taeda和湿地松P. elliottii间无明显差异。在黑松和马尾松的被松材线虫危害木与健康木之间,松墨天牛明显选择被害木产卵;具产卵痕枝段和虫粪处理过的枝段,对松墨天牛的产卵有显著抑制作用,松墨天牛明显地选择对照枝段产卵。     

松墨天牛表皮蛋白基因的克隆及表达分析

【目的】本研究旨在探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope中昆虫表皮蛋白（ICP）基因在幼虫各组织中和不同发育阶段的时空表达模式。【方法】用cDNA末端快速扩增方法(rapid amplification of cDNA ends, RACE) 克隆了松墨天牛表皮蛋白基因,用实时荧光定量PCR分析了该基因在幼虫体内和不同虫态中的表达。【结果】克隆获得的松墨天牛幼虫表皮蛋白基命名为MoalICP（GenBank 登录号：AGX00998.1）,开放阅读框长408 bp,编码135个氨基酸,推测得到的蛋白的分子量为14.51 kDa。由MoalICP推导的蛋白与桑天牛Apriona germari ICP (AAM66718.1)氨基酸序列一致性为79%;与丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis ICP (NP_001161297.1)、果蝇Drosophila mojavensis ICP (XP_002005461.1)、玉带凤蝶Papilio polytes ICP (BAM18876.1)等19种昆虫表皮蛋白的氨基酸序列一致性在35%~45%之间;在第10-26位氨基酸位处含有一个跨膜片段。MoalICP在幼虫头、体壁、脂肪体、血细胞、中肠和马氏管均有表达;在蛹和成虫中的表达量分别是在幼虫中的44%和161%。【结论】MoalICP与其他昆虫有较高的氨基酸序列一致性。MoalICP在松墨天牛幼虫内广泛表达;在各个发育阶段中,以成虫中的表达量最高。本文为进一步研究松墨天牛表皮蛋白基因的生理功能和松墨天牛的表皮化学奠定基础。     

松褐天牛的交配行为

采用室内试验和野外观察相结合的方法,对松材线虫病的主要媒介昆虫松褐天牛Monochamus alternatus Hope的交配行为进行了研究。结果表明： 松褐天牛一次完整的交配包括相遇抱对、插入输精和配后保护3个阶段,在交配过程中雄虫有多次插入输精现象发生。室内试验中共观察到松褐天牛的交配123次,松褐天牛一次完整的交配过程平均需时63.49 min,其中输精前的抱对时间平均为1.68 min,交配过程中每次输精插入时间平均为57.60 s,配后保护时间为15.18 min。松褐天牛在开始交配的4天内平均交配5.15次,不同雄性个体所获得的交配机会差异很大。松褐天牛的交配行为表现出强烈的雄性竞争现象,雄虫能根据雌虫或自身的交配经历调整交配投入,当雌虫或者雄虫是初次交配时,总输精时间和插入输精的次数显著大于与有交配经历的雌虫或雄虫交配时的输精时间和插入输精次数。田间松褐天牛的交配行为与室内观察结果基本一致。     

Incorporation of mitochondrial fragments in the nuclear genome (Numts) of the longhorned beetle Monochamus galloprovincialis (Coleoptera, Cerambycidae)

A mitochondrial DNA (mtDNA) study, based on 43 European populations (33 of them sampled in France) of Monochamus galloprovincialis , vector of the pinewood nematode, and 14 populations of its sister species Monochamus sutor was realized. Sequencing of 792 bp of the cytochrome oxidase I (COI) and 521 bp of the COII genes revealed numerous ambiguities on multiple nucleotide sites for half of M. galloprovincialis specimens studied (44.8%). Hypotheses of heteroplasmy and pseudogenes ( Numts ) were examined. The mtDNA isolation by alkaline lysis and cloning (for three successfully used individuals) both support the hypothesis that the ambiguous sequences amplified were not of mtDNA nature and validate the presence of Numts in the nuclear genome of M. galloprovincialis . Multiple copies of mtDNA-like sequences were found paralogous to COI, tRNA leucin and COII regions. Phenetic analysis placed different recently diverged mtDNA-like sequences as a close relative of mtDNA sequences, and grouped 10 closely related mtDNA-like sequences as a more basal clade, closer to ancestral states and to M. sutor . This result supports that this nuclear family of pseudogenes arose independently of the other events and may represent mitochondrial haplotypes sampled from M. galloprovincialis ancestral populations. This is the first time that Numts are proved for a longhorned beetle, whereas no Numts were found within its sister species M. sutor. The incorporation mechanism of Numts in unknown for M. galloprovincialis , however, excess of ambiguous sites corresponding to synonymous mutations placed on third codon position as well as the absence of Numts in M. sutor , conducted to the hypothesis of a recent transfer of these Numts in the nuclear genome of M. galloprovincialis .     

入侵害虫西花蓟马及其他8种常见蓟马的分子鉴定

用PCR产物直接测序法对入侵害虫西花蓟马和其他8种蓟马的线粒体 COⅠ基因433 bp片段测序，获得62个个体的序列。分子数据分析显示： 种内个体间平均遗传距离在0～0.005之间，2003年在北京发现的西花蓟马与欧洲等地区报导的西花蓟马不存在明显的遗传差异； 9种蓟马种间平均遗传距离为0.213。构建的NJ树可以很好的显示蓟马的聚类，物种各单元型最初分支自展值均达到100%。结果表明，基于PCR及直接测序技术的分子鉴定可以达到准确鉴定蓟马物种之目的。