昆虫分子鉴定技术简介.
昆虫分子生物技术的主要研究方法与领域-发育生物学论文-生物学论文
昆虫分子生物技术的主要研究方法与领域-发育生物学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：分子生物技术在昆虫系统发育研究中具有重要作用, 该技术在昆虫的鉴定分类, 研究种群系统发育关系等方面应用广泛。
本文主要从分子生物技术的研究材料, 技术方法和应用三方面展开论述, 并展望了分子生物技术未来在系统发育中的应用前景。
关键词：分子生物技术; 系统发育; 分子标记; 应用;Abstract：Molecular biology techniques plays an important role in the research of insect phylogeny. It is widely used in the identification and classification of insects, and in the research of phylogenetic relationships, etc. This paper mainly discussed the molecular biology techniques from the aspects of research materials, technical methods and its application. At last, the prospect of the application of molecular biology technology in the system development prospects in the future.Keyword：molecular biological techniques; phylogeny; molecular marker; application;昆虫系统发育和进化是昆虫学的一个重要分支, 研究昆虫的系统发育不仅对昆虫的命名、鉴定、描述有所帮助, 而且在探究昆虫的起源、进化和种群的形成发展有着更深层次的意义。
第四章 昆虫分子科学
一、生物技术在昆虫分类中的应用 一、转基因抗虫育种的发展概况
许多边界口岸水果和蔬菜中那些检疫性、危险性害虫, 如: 桔小实蝇、地中海 实蝇等, 其主要以幼虫危害, 它们的外部形态比较相似, 借助常规方法从外部 形态上很难鉴别区分, 把它们饲养为成虫, 是一个既费时又花费人力和物力的 过程。又由于水果和蔬菜在保存上容易腐烂变质的特殊性, 利用分子生物技 术可以提供便利, 它既可以缩短鉴定分类时间, 又节省大量的人力和物力。
桔小实蝇除柑桔外，尚能为害芒果、番石榴、 番荔枝、阳桃、枇杷等200余种果实。
一、生物技术在昆虫分类中的应用 一、转基因抗虫育种的发展概况
地中海实蝇有250多种寄主，主要危害柑桔、 苹果、梨等水果和茄科蔬菜。
一、生物技术在昆虫分类中的应用 一、转基因抗虫育种的发展概况
现代遗传学研究表明, 一切物种的遗传性状 都是由基因决定。基因的变异不仅体现在外 部形态的变异上, 还体现在体内蛋白质分子 结构的变化上。而基因的变异取决于DNA 分 子碱基序列的变异。在生物分类和系统的发 展中, 采用分子生物学技术, 从DNA 水平进行 分类研究, 解决形态分类上不能解决的问题。
第四章 昆虫分子科学
昆虫学的研究成果导致了分子生物学的 迅猛发展（果蝇分子生物学、转基因抗虫作物等在现代分子生物
学和生物技术中占有非常的地位。）
分子生物学及生物技术的发展，也有利 的促进了昆虫学在分子和细胞水平上的 基础研究。（昆虫分类学、利用昆虫生物反应器生产药物等。）
昆虫学和分子生物学相互交融而形成的 交叉学科----昆虫分子科学已成为当前昆 虫学发展的前沿学科。
一、生物技术在昆虫分类中的应用
二、转基因抗虫育种的发展概况
三、转基因昆虫的应用
分子鉴定 2004 陕西省常见四种实蝇的RAPD研究初报(双翅目：实蝇科)
陕西省常见四种实蝇的ＲＡＰＤ研究初报 （双翅目：实蝇科）张红梅１，潘亚勤２，魏迪功２，仵均祥１（1.西北农林科技大学植保资源与病虫害治理教育部重点实验室,西北农林科技大学植物保护学院，陕西杨凌 712100；2.陕西出入境检验检疫局，陕西西安 710068）摘要：应用31种随机引物对陕西省常见4种实蝇的基因组DNA进行扩增，筛选出5种引物S61、S107、S126、S275、S1142，可以对4个种扩增出稳定清晰的多态性片段，其中引物S126可以把南瓜实蝇和具条实蝇，具条实蝇和三点棍腹实蝇分开；利用UPGMA法聚类构建的系统树与传统分类完全一致。
关键词：实蝇；RAPD；分子鉴定中图分类号：Q969.456.8 文献标识码：A文章编号：10007482(2004)01-0059-05 实蝇为一种重要的有害生物类群，不仅对水果生产构成直接危害，而且对水果进出口贸易也造成严重影响。
世界上危害果蔬类的实蝇达150余种，分布在不同的国家和地区，各国政府均采取了严密的检疫措施，以防止检疫性实蝇的传入。
目前，实蝇的分类鉴定主要是以成虫的外部形态特征作为依据，但在口岸实际检疫工作中，截获的往往是幼虫或卵，通常的作法是对其进行室内饲养待获得成虫后再进行鉴定[1]，这样不仅延长了进出口物品的通关时间，而且增加了检疫人员的工作强度。
因此对实蝇进行准确快速的鉴定，无论是在口岸检疫方面，还是在生产防治方面都具有重要意义。
RAPD技术作为一种分子水平上的DNA多态性检测的现代生物技术，因其简便、快捷等特点而被广泛应用于昆虫基因组的多态性分析，特别是昆虫物种亲缘关系和系统分类的研究。
目前，该技术已被应用到同翅目、双翅目、直翅目、鳞翅目、鞘翅目等目多个科的种类鉴定中[3]，但对实蝇科昆虫的研究国内尚未见报道，为弥补这方面的不足，我们利用RAPD技术对陕西省常见4种实蝇基因组DNA的多态性进行了初步研究。
１ 材料和方法 1.1 实验材料实验用标本均为实蝇成虫，采用实蝇诱剂诱捕所得。
利用DNA条形码技术对拟步甲科主要储粮害虫鉴定的研究
利用DNA条形码技术对拟步甲科主要储粮害虫鉴定的研究拟步甲科Tenebrionidae昆虫,隶属于鞘翅目Coleoptera,全世界广泛分布。
其中拟步甲科储粮昆虫是一类重要的经济害虫。
其不仅会直接取食粮食,还会危害粮食品质,同时传播一些疾病,对人类的生产生活产生极大的危害。
快速准确鉴定昆虫是害虫防治的第一步。
但由于其非成虫态昆虫(卵,幼虫,蛹)难以进行形态鉴定。
利用分子生物技术鉴别昆虫可以不受昆虫虫态的限制,所以利用分子鉴定技术鉴定昆虫成为亟需开展的研究。
本研究针对我国拟步甲科储粮昆虫开展分子鉴定技术系统的研究。
主要研究结果如下:1)构建了我国拟步甲科储藏物害虫的知识信息库。
通过查阅文献和采集昆虫,共收录拟步甲科储藏物昆虫9属14种。
其中主要包括中文名称,拉丁学名,生物学特征,主要危害,防治措施等。
2)构建了我国拟步甲科储粮害虫DNA条形码库,其中收录了拟步甲科昆虫共计6属116种。
以拟步甲科储粮昆虫为研究对象,通过PCR技术获得COI序列。
利用系统发育树和距离法检测获得的COI序列鉴别拟步甲科储粮昆虫的可行性。
结果表明:这些DNA序列可以用来构建拟步甲科储粮昆虫的DNA条形码库。
3)建立了我国粉盗属储粮昆虫特异性引物PCR鉴定方法。
基于上述获得的DNA序列,设计并筛选出粉盗属3种储粮害虫(亚扁粉盗Palorus subdepressus,姬粉盗Palorus ratzeburgi,小粉盗Palorus cerylonoides)种特异性引物,并检测了这些特异性引物的灵敏度。
结果表明:三种粉盗的特异性引物仅对特定的物种有扩增效果。
其中,小粉盗检出限为0.1 ng/μL,姬粉盗和亚扁粉盗的检出限为0.001 ng/μL。
4)应用以上两种分子鉴定技术,对拟步甲科储粮昆虫进行种类鉴定。
结果表明这两种技术均可实现拟步甲科储粮害虫的种的准确鉴定。
本文围绕拟步甲科储粮昆虫开展分子检测识别技术,构建了拟步甲科储藏物昆虫的知识信息库和DNA条形码库。
西花蓟马的SCAR分子检测技术
西花蓟马的SCAR分子检测技术孟祥钦1，闵亮1, 3，万方浩1, 2，周忠实1, 2，王文凯3，张桂芬1, 2,(1. 中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京100193；2. 农业部外来入侵生物预防与控制研究中心，北京100081；3. 长江大学农学院，湖北荆州434025)摘要：西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)是一种世界性入侵害虫，寄主范围广，危害严重，2003年首次在我国发生危害，并有进一步扩散蔓延的趋势。
针对蓟马类害虫虫体微小、形态相似，难以准确快速区分的问题，采用特征序列扩增区域（SCAR）标记技术，以西花蓟马及与之同域发生的其他种类蓟马为对象，筛选出1对西花蓟马特异性引物（FOMF/FOMR），其扩增片段大小为320 bp。
种特异性检测结果显示，该对引物只对西花蓟马的基因组DNA具有扩增能力，对同域发生的花蓟马F. intonsa (Trybom)、禾花蓟马F. tenuicornis (Uzel)、烟蓟马Thrips tabaci L.等41种蓟马不具有扩增效果。
该对引物不仅对不同虫态的西花蓟马具有扩增能力，而且在西花蓟马发生地的寄主植物组织内亦检测到了其卵的存在。
同时，该检测技术灵敏度高，对成虫的最低检出阈值为1/160头。
本检测技术在口岸检疫以及花卉、蔬菜和种苗调运中的害虫检测和监测中具有重要意义。
关键词：西花蓟马；RAPD-PCR；SCAR；快速检测；特异扩增；检出阈值中图分类号: Q966 文献标识码: A 文章编号: 0454-6296(2010)03-0000-00SCAR marker for rapid identification of the western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande) (Thysanoptera: Thripidae)MENG Xiang-Qin1, MIN Liang1,3, WAN Fang-Hao1,2, ZHOU Zhong-Shi1,2, WANG Wen-Kai3, ZHANG Gui-Fen1,2,* (1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. Center for Management of Invasive Alien Species, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China; 3. Agriculture College, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434025, China)Abstract: The western flower thirps, Frankliniella occidentalis(Pergande), is a worldwide pest, causing serious damage to a wide range of host plants. It was first reported in China in 2003, with a trend of further spreading. Most of thrips species are small in size and similar in morphology, which makes it hard to be distinguished quickly. In the present research, a pair of SCAR (sequence characterized amplified regions) primers (FOMF/FOMR) which are specific to western flower thrips was developed by using other nine familiar thrips species as the control. The fragment amplified by the primers FOMF/FOMR was 320 bp in length. Specificity tests performed with this pair of primers showed that all F. occidentalis specimens were detected positively and no cross reactions with other 41 thrips species, including F. intonsa (Trybom), F. tenuicornis (Uzel) and Thrips tabaci L., were detected. The method was tested on a single male and female adult, a single pre-pupa and pupa, a single 1st- or 2nd-instar larva, and even a single egg, and proved to be applicable for these stages of F. occidentalis.基金项目：国家“973”计划项目（2009CB119200）；国家科技支撑计划项目（2006BAD08A14）；公益性行业（农业）科研专项（200803005）；国家自然科学基金项目（30971967）；中央财政国家重点实验室自主研究课题专项经费（SKL2007SR04）作者简介：孟祥钦，男，1983年12月生，河南濮阳人，硕士研究生，研究方向为入侵生物学与分子生态学，E-mail: mengxiangqin2003@通讯作者Corresponding author, E-mail: guifenzhang3@收稿日期Received：2009-11-25；接受日期Accepted：2010-01-31Moreover, the 320 bp genomic DNA fragment was clearly identified in the host plant tissues collected in F. occidentalis infested areas. When the dilution was 1/160 of a whole female adult of F. occidentalis, the 320 bp DNA fragment could be identified for all replicates. Our present results indicate that the technique is useful in quarantine at ports and in pest detection and monitoring during transportation of flowers, vegetables and seedlings.Key words: Frankliniella occidentalis; RAPD-PCR; SCAR marker; rapid detection; specific amplification; detectable threshold limit value西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)是缨翅目(Thysanoptera)蓟马科(Thripidae)花蓟马属的一种重要害虫，自20世纪40年代即对美国西部的花卉产业造成巨大的危害(Bailey, 1940)，近30年来，随着国际贸易活动的日益频繁，西花蓟马迅速传播扩散，已成为世界性入侵害虫(Kirk and Terry, 2003)。
AFLP分子标记技术在昆虫学研究中的应用
AFLP 分子标记技术在昆虫学研究中的应用3郑先云 马恩波33 郭亚平(山西大学生命科学与技术学院 太原 030006)Applications of the AF LP molecular genetic m arker in E ntomology .ZHE NG X ian 2Y un ,M A En 2Bo 33,G UOY a 2Ping (College o f Life Science and Technology ,Shanxi Univer sity ,T aiyuan 030006,China ).Abstract Amplified fragment length polym orphism (AF LP )is a novel m olecular fingerprinting technique based on PCR reaction and the RF LP technique.The superiority of AF LP analysis resides in its rich polym orphism ,g ood stability and reliability ,high power of reproducibility ,ability to w ork with smaller quantities of DNA and no requirement for prior sequence knowledge of the genome.AF LP has been used extensively for the construction of genetic mapping ,genetic diversity studies ,phylogenetic study and tax onomy ,genetic breeding and qualitative judgment ,location of target genes and s o on.This review describes its principles and applications in entom ology.K ey w ords m olecular genetic marker ,AF LP ,entom ology摘 要 AF LP 分子标记技术是一种建立在PCR 技术和RF LP 标记基础上的新的DNA 指纹分析技术,具有多态性丰富、结果稳定可靠、重复性好、所需DNA 量少、可以在不知道基因组序列的情况下进行研究等特点,现已广泛用于构建遗传图谱、遗传多样性研究、系统进化及分类学、遗传育种和品质鉴定以及基因定位等方面。
昆虫识别与鉴定绩缨
鉴别微观特征
利用显微镜等工具观察昆虫的微观特 征，如细胞结构、生殖器官等，进行 鉴别。
03
昆虫鉴定技巧
依据形态特征鉴定
总结词
通过观察昆虫的外部形态特征，如触角、复眼、口器、翅脉等，可以初步判断 其所属的科、属或种。
详细描述
触角的形状和长度、复眼的排列方式、口器的构造以及翅脉的图案等都是昆虫 分类的重要依据。了解不同科、属、种昆虫的典型特征，有助于准确地进行初 步鉴定。
昆虫识别与鉴定
• 昆虫基础知识 • 昆虫识别方法 • 昆虫鉴定技巧 • 昆虫鉴定工具 • 昆虫鉴定实践 • 昆虫鉴定的意义与应用
01
昆虫基础知识
昆虫的定义与分类
昆虫是动物界中种类最多、数 量最大的一类生物，占据了地 球上生物多样性的很大一部分。
昆虫属于节肢动物门，昆虫纲， 是动物界中唯一有变态发育的 类群。
生态恢复与重建
在生态恢复和重建过程中，昆虫鉴定可以评估生 态环境的质量和恢复状况，为制定合理的生态恢 复方案提供参考。
自然保护区管理
在自然保护区管理中，昆虫鉴定可以监测保护区 内昆虫种群的变化情况，为保护区的管理和保护 提供科学依据。
昆虫鉴定在农业害虫防治中的应用
害虫种类识别
通过昆虫鉴定可以准确识别害虫 种类，为制定有效的防治策略提
昆虫可以根据其形态、生活习 性、食性等进行分类，常见的 分类方式包括目、科、属等。
昆虫的形态特征
昆虫的身体一般分为头、胸、腹三个部分，头部有触角一对 ，复眼一对，口器一个；胸部有三对腿，一对翅膀；腹部一 般膨大，内有消化系统和生殖系统。
不同种类的昆虫形态各异，但一般都具有上述特征。例如蝴 蝶的翅膀上有各种美丽的花纹，而蜜蜂则有可以采集花蜜的 口器等。
昆虫分子生态学
1.分子标记的方法 分子标记的方法
①同工酶（蛋白质电泳技术）方法； ②限制性片段长度多态性（RFLP）方法； ③随机扩增DNA多态性（RAPD）方法； ④微卫星DNA和小卫星DNA标记方法； ⑤扩增片段长度多态性（AFLP）标记。
表1 昆虫分子生态学常用技术比较
技术名称 同工酶 （蛋白质电泳技 术） RFLP 区别水平及 所获得资料类型 氨基酸所带电荷 及电性，基因频 及电性， 率资料。 率资料。 优点 相对便宜， 相对便宜，已有的方 法较多，产生在生理 法较多， 上重要的共显性孟德 尔遗传。 尔遗传。 缺点 与DNA系列方法相比 系列方法相比 灵敏度较差，较多的试 灵敏度较差， 验数量局限于小型昆虫， 验数量局限于小型昆虫， 酶易受环境条件影响。 酶易受环境条件影响。
1.基本原理 基本原理
通过分子生物学的方法检测昆虫种群或个 体的遗传变异，分析和解释遗传变异的特点与 规律，揭示遗传变异所反映的规律性的东西， 从而进一步阐明昆虫之间以及昆虫与环境之间 的相互作用关系。 其研究的最典型特色是运用分子遗传标记 来检测研究对象的遗传变异特征，以揭示事物 所隐含的演化规律。
三．昆虫分子生态学研究内容
（1）由于昆虫迁飞、扩散或外来种、地理隔离的 昆虫种群在分子水平上的遗传多样性及遗传结构； （2）昆虫种群的生物型； （3）昆虫—植物相互作用的分子机理； （4）昆虫抗药性分子机理； （5）昆虫对环境适应（如耐寒性）的分子机理。
四．昆虫分子生态学的应用
1.昆虫地理种群的遗传变异分析 2.昆虫生物型差异的分子特征 3. 3.昆虫嗅觉的分子识别 4.昆虫与共生菌互作的分子机制
昆虫生态学
一．主要原理
•分子生态学是应用分子进化和群体遗传学的理论、 分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析 方法以及其他学科的知识（如地学、古气候学等） 去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理 演化、生物保护等学科领域的各种问题。它主要通 过大量使用分子生物学先进的技术和方法，在分子 水平上研究生态现象，阐明生态现象的分子机制。 •昆虫分子生态学就是以昆虫为研究对象，应用分 子生态学的原理与方法研究昆虫进化与适应机制的 一门学科。
昆虫分子鉴定技术简介PPT课件
近年来的突破与进展
高通量测序技术的出现使得大规模昆 虫基因组测序成为可能，为昆虫分子 鉴定提供了更丰富、更准确的遗传信 息。
随着人工智能和机器学习技术的发展， 基于人工智能的昆虫分子鉴定方法也 取得了重要进展，如深度学习算法在 昆虫分类中的应用。
基于基因组学和进化生物学的研究， 科学家开发出了一系列高效的昆虫分 子鉴定方法，如DNA条形码技术、多 基因分析等。
总结词
微卫星DNA标记技术是一种基于DNA多态性的鉴定方法，通过分析基因组中 重复序列的长度变异来区分物种。
详细描述
微卫星DNA标记技术具有高分辨率和高灵敏度，适用于种群遗传学、系统发育 和亲缘关系的研究。该技术通过检测微卫星位点的重复序列长度，可以精确地 鉴定昆虫物种。
转录组高通量测序技术，对昆虫的基因表达和基因组进行全面分析，为昆虫鉴定提供更深 入的分子信息。
详细描述
转录组学技术通过分析不同发育阶段或不同生理状态下昆虫的转录本，揭示物种间的基因表达差异。基因组学技 术则对整个基因组进行测序和组装，为昆虫的系统发育和进化研究提供基础数据。这些技术结合传统的形态学特 征，可以更全面地鉴定昆虫物种，并深入了解其生物学特性和系统发育关系。
建立质量控制体系
对技术过程进行全程监控，确保数据准确性和可靠性。
加强技术培训与交流
组织技术培训和学术交流活动，提高技术人员的技术水平。
06
参考文献
参考文献
[请在此处插入参考文献3]
[请在此处插入参考文献2]
[请在此处插入参考文献1]
01
03 02
THANKS
感谢观看
昆虫分子鉴定技术具有高精度、高分辨率和高灵敏度的特点 ，能够解决传统形态学鉴定方法难以解决的问题，尤其在鉴 定形态相近、分类地位争议的昆虫种类时具有明显优势。
昆虫分子鉴定技术简介
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在昆虫生态学中的应用
推断气候变化对昆虫的影响：如通过形态结合 DNA 条形码的方法调查20 世纪中期及
其50～70 年后加拿大极地Churchill地区的一些寄生蜂的多样性，并比较这两个时期的物种多 样性的改变，结果发现在这50～70年间，这些地区的物种组成确实随着温度的升高发生了显 著的变化。
昆虫已命名100多万种，占动物界已知种类的2/3。
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
由于经典分类学方法具有局限性 （专业技术要求高，相对专一性），很 难同时有效地对某一个地区某一个项目 或某一次大型考察所得到的全部生物样 本进行鉴定与记录。
对形态学分类固有的缺陷，如表型 可塑性和遗传可变性，无法鉴定隐存分 类单元和不同发育阶段的昆虫。
2007年5月，加拿大圭尔夫大学正式筹建生命条形码数据库系统(Barco也包括完整的物种描述、地理分布信息、标本图片等。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
已经开展的昆虫 DNA 条形码计划
DN的A相条最互基区形本别的和码用新途物技就种术是的物发在种现间。昆虫学中的应用
DNA 序列比对与分析
距离法
距离法是通过计算物种间的遗传距离来鉴定物种，根据条形码间隙的概念， 即种内遗传距离和种间遗传距离之间应存在一个距离间隙，或通过定义一个能区 分种内、种间遗传距离的阈值，将未知物种鉴定为已知物种或定义为新种。
TaxonDNA是基于遗传距离分析条形码鉴定效率的程序（评价方法：最佳匹配方法 （BM）和基于阈值的最佳匹配方法（BCM））。通常基于K-2-P模型进行计算。BM方法的 常会导致假阳性的错误鉴定；BCM有所改进，该方法先对数据库中的序列进行统 计分析，得出一个相似性的阈值，即与未知序列遗传距离最小且在阈值范围内的 数据库中的物种为鉴定成功的物种。
昆虫学中的分子生物学和基因编辑技术
昆虫学中的分子生物学和基因编辑技术昆虫学是研究昆虫的科学，旨在了解昆虫的生态、行为和生物学等方面。
随着现代分子生物学及基因编辑技术的发展，昆虫学研究也越来越依赖于这些技术手段。
分子生物学是现代生物学研究的重要分支，主要研究生命体系的分子结构、生命过程与分子基础之间的关系。
在昆虫学研究中，分子生物学手段可以帮助昆虫学家了解昆虫的基因组、表达调控、分类演化等方面的信息。
近年来，人工合成DNA技术的发展使得昆虫学家可以轻松地获取昆虫的基因序列，通过比对不同物种的基因序列，昆虫学家可以了解昆虫的分类演化轨迹。
同时，昆虫的基因组可以用于研究昆虫群体变化、地理分布等方面的过程。
此外，分子生物学还可以用于昆虫基因表达调控研究，相信不久的将来昆虫学家可以利用这些信息了解昆虫的进化过程和各种生物学特性。
除了分子生物学，还有一种比较新的技术在昆虫学研究中也得到了广泛应用，那就是基因编辑技术。
基因编辑技术是指在基因组精确位置插入、删除、改变一段DNA序列的技术，这种技术操作简单、迅速、精确，已经成为当今昆虫学家研究中不可或缺的手段。
例子中，有人将科技与传统农业结合，以基因编辑技术来寻找抗旱、抗虫等昆虫特性，从而生产更为耐旱、抗病虫的农作物。
今年初，美国女士詹妮弗·达德（Jennifer Doudna）等科学家颁布怎样利用基因编辑技术制造蚊虫仿生方法，这项技术被用于蚊虫生殖细胞中，从而能够精确地改变蚊虫的育种特性。
昆虫学中的分子生物学和基因编辑技术是昆虫学研究中的重要部分。
这些技术手段的发展使得昆虫学研究能够高效、精确地获取昆虫的信息并研究其生物学特性，相信这些技术在昆虫学研究所带来的贡献会更加广泛，进而推动整个昆虫学研究领域的进步。
病虫害研究中的分子生物学技术与方法
防治策略制定
结合转录组学和RNAi技术的研究结果，可 以制定更加有效的防治策略，实现精准施策 。
04
蛋白质组学与蛋白质互作 技术
蛋白质组学概述
蛋白质组学定义
蛋白质组学是一门研究生物体内蛋白质结构和功能的科学，它涉及 到蛋白质的表达、修饰、相互作用以及与疾病的关系等方面。
物种鉴定与分类
利用分子标记技术鉴别不同物种，为病虫害 防治提供依据。
遗传图谱构建
通过QTL定位技术构建病虫害的遗传图谱， 有助于了解其遗传基础。
抗性基因定位
利用分子标记技术定位抗性基因，为抗性育 种提供指导。
进化生物学研究
通过比较不同种群或物种的分子标记和QTL ，研究病虫害的进化历程。
THANKS
常见蛋白质互作技术
常见的蛋白质互作技术包括酵母双杂交、免疫共沉淀、蛋白质芯片等技术。这些技术能够检测蛋白质之间的相互作用 ，并确定相互作用的具体位点和强度。
蛋白质互作技术的应用
蛋白质互作技术广泛应用于生物医药领域，如药物筛选、疾病诊断和治疗等。通过研究蛋白质之间的相 互作用，可以深入了解疾病的发生和发展机制，为药物研发提供新的靶点和思路。
它包括基因组学、蛋白质组学、转录 组学等多个领域，是现代生物学研究 的重要手段。
分子生物学技术在病虫害研究中的应用
基因组学技术
用于研究病虫害基因组结构、基因功能和进化关 系，为抗病抗虫育种提供基础数据。
蛋白质组学技术
用于研究病虫害蛋白质的表达、修饰和功能，揭 示病虫害的生物学特性和致病机制。
转录组学技术
基因克隆技术流程
基因克隆技术包括目的基因的获取、载体的构建、目的基 因与载体的连接、将重组DNA导入受体细胞以及筛选阳性 克隆等步骤。
鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法[发明专利]
![鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/76dfdf7d777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9fac.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.10.29C N 104120189A (21)申请号 201410393538.3(22)申请日 2014.08.12C12Q 1/68(2006.01)(71)申请人四川农业大学地址611130 四川省成都市温江区惠民路211号(72)发明人李地艳 杨明耀 吴楠 徐怀亮胡耀东 姚永芳(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246代理人裴娜(54)发明名称鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法(57)摘要本发明属于分子生物学领域，具体的说是一种鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法，该方法提取总DNA ；利用DNA 条形码通用引物扩增双翅目昆虫的线粒体COI 基因前段序列作为标记；并进行物种鉴别的序列特征比对，从而进行物种鉴定。
本发明方法能对桔小实蝇、果蝇和丽蝇三种害虫不同生物型以及幼虫或残缺个体进行鉴定，具有准确、迅速、便捷和费用低的特点，相比传统的形态特征鉴定方法，节省了时间也降低费用；本方法对使用的仪器设备要求较低，一般的分子生物学实验室均可进行，比传统的形态学鉴别更准确可靠，并从根本上解决了当前桔小实蝇、果蝇和丽蝇幼虫在检疫过程中较难进行准确鉴定的难题，填补了行业空白，具有重要意义。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页序列表3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页序列表3页(10)申请公布号CN 104120189 A1.一种鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)提取双翅目昆虫总DNA；(2)利用DNA条形码通用引物扩增线粒体COI基因前段序列进行PCR扩增和测序作为标记；(3)依据双翅目昆虫的核苷酸的序列特征变异位点进行物种鉴别。
2.根据权利要求1所述鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法，其特征在于，步骤(1)中，所述提取双翅目昆虫总DNA的个体为幼虫。
3.根据权利要求1所述鉴定双翅目昆虫的分子生物学方法，其特征在于，步骤(2)中，所述通用引物序列为：COIF：5’-ggaatagtaggaacatcccttagaa-3’COIR：5’-acttctgggtgtccaaagaat-3’。
病虫害的症状与鉴定技术
监测技术
遥感技术
利用卫星或无人机搭载的 遥感设备，监测大范围农 田病虫害的发生和分布情 况。
地面监测
通过设置地面监测站点， 定期调查和记 Nhomakorabea病虫害的 发生情况，包括虫情、病 情等。
生物传感器技术
利用生物传感器对农田环 境中的病虫害相关因子进 行监测，实现早期预警。
预警系统
数据处理与分析
对监测数据进行处理、分析和挖掘，识别病虫害 发生的趋势和规律。
技术创新
不断探索新的监测预警技术和方法，提高预警的准确性和时效性。
05
病虫害的综合治理
综合治理策略
预防为主
通过科学合理的农业操作，减少病虫 害的发生。
精准识别
利用现代技术，如高光谱遥感、无人 机等，快速准确地识别病虫害。
生态调控
保护和利用天敌，以生物防治为主， 减少化学农药的使用。
科学用药
选择低毒、低残留的农药，严格遵守 用药规范，避免环境污染和人畜伤害 。
效果优化
根据评估结果，对治理策略进行调整和优化，提高治理效果。同时，加强科研 力度，探索更有效的防治技术。
THANK YOU
科学施肥
合理施肥可以改善土壤营 养状况，促进农作物生长 ，提高抗病性。
选用抗病品种
选用对病虫害具有较强抗 性的农作物品种，是防治 病虫害的重要措施之一。
生物防治技术
01
天敌保护利用
保护和利用天敌资源，如捕食性 昆虫、寄生性昆虫等，可以有效 地控制害虫数量。
02
03
微生物防治
生物农药
利用有益微生物及其代谢产物防 治病虫害，如细菌、真菌、病毒 等。
VS
详细描述
生理生化鉴定技术依据病虫害的生理生化 特性进行鉴定，如酶活性、代谢产物等。 该技术可以揭示病虫害之间的亲缘关系和 演化历程，有助于深入了解病虫害的生物 学特性。同时，该技术还可以为开发新型 防治策略提供理论支持。
昆虫分子鉴定技术简介
该基因不存在内含子，是 蛋白编码基因，所以便于比对， 且可通过翻译检测错误，极少出 现重组、 插入和缺失。
3014 1460
UEA5/UEA6、UEA7/UEA8和UEA5/UEA8：相对保守——高水平（科、属、种） 系统发育研究 UEA3/UEA4 (or UEA4d) 和UEA9/UEA10：较为变异——种群遗传学研究（种内 或近缘物种系统发育）
在昆虫分类学中的应用
其他用途均是由这两个用途衍 生出的。
鉴定物种：在双翅目、膜翅目、鞘翅目、
蜉蝣目、弹尾目、直翅目、蜻蜓目、缨翅 目、襀翅目和毛翅目等中 DNA 条形码也被 证实可以很好地区分物种。
确定虫态关系： 可以对通常形态上无
法鉴定的尤其是完全变态的幼虫、蛹、卵 等虫态进行分类。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
现有物种正以每年约1万种的速度在灭绝， 也亟需一种更加具有效率的生物物种鉴定与 记录体系。 以现在人类社会生产力发展的需求来看， 亟需一种更加具有效率的昆虫物种鉴定体系， 更好地为生产生活服务。
分子鉴定技术能够从不同发育时期的昆
虫标本或残缺的组织中鉴别出物种。
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
自林奈创立双名法近 250 年来，仅 有 100 多万个昆虫物种被命名，而昆虫 数量巨大（ 1000-2000 万未鉴定），单 靠专业的经典分类学家命名，几乎是不 可能完成的任务。
以平均一个经典分类学家一生鉴定 1000 个物
种的标准来计算，需要 1 万多个经典分类学家同时 参与完成。 昆虫已命名100多万种，占动物界已知种类的2/3。
（BM）和基于阈值的最佳匹配方法（BCM））。通常基于K-2-P模型进行计算。BM方法的
病虫害的分子诊断方法
总结词
基因编辑技术是一种能够精确地修饰 生物体基因组的最新技术，包括 CRISPR-Cas9系统等。
详细描述
基因编辑技术可以用于创建病虫害的 基因敲除或敲入模型，研究基因功能 和表型变化，为病虫害防治提供新的 策略和靶点。该技术具有精确、高效 和可定制化的优点。
03
分子诊断在病虫害防治中的应用
病原菌的分子鉴定
提高检测的灵敏度与特异性
优化引物设计
针对目标基因设计高特异性引物，降低非特异性扩增 ，提高检测的准确性。
荧光定量PCR技术
利用荧光标记探针进行实时监测，提高检测的灵敏度 和可靠性。
特异性抗体开发
针对目标蛋白开发高特异性抗体，用于免疫学检测方 法的建立。
推动分子诊断的普及与推广
标准化与规范化
制定分子诊断技术的标准操作流程和质量控制标准，确保检测结 果的可靠性。
和改进，提高检测灵敏度和特异性，为未来的医学和农业发展奠定坚实
基础。
02
分子诊断的核心技术
基因测序技术
总结词
基因测序技术是利用新一代高通量测序平台对生物样本进行深度测序，从而获取基因组的全部序列信 息。
详细描述
基因测序技术能够精确地检测出病虫害的基因序列，揭示其遗传特征，为防治病虫害提供科学依据。 通过基因测序，可以快速鉴定未知病原菌，并对已发现的病原菌进行基因分型，监测其变异情况。
生物芯片技术
总结词
生物芯片技术是将大量生物分子以微阵列形式固定在硅片、玻璃片或尼龙膜等固 相支持物上，利用微阵列中生物分子的特异亲和性进行检测。
详细描述
生物芯片技术可以同时检测多个基因的表达水平和变异情况，为病虫害的分子诊 断提供高通量的检测手段。该技术具有高并行性、高灵敏度和高特异性等优点。
DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展
DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展DNA条形码技术是指将某一物种特有的片段DNA序列标准化，作为该物种的生物识别码，用于物种鉴定和分类学研究。
在昆虫分类学中，DNA条形码技术已广泛应用，为昆虫的鉴定和分类带来了显著的优势。
本文将就DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展进行讨论。
一、DNA条形码技术的原理DNA条形码技术是基于DNA序列差异的原理实现的。
相比传统鉴定方法，DNA条形码技术不需要对昆虫进行形态学观察，只需要取得昆虫体内的DNA序列进行比对，就能够快速准确地对昆虫进行判别和分类。
1、昆虫物种鉴定DNA条形码技术对昆虫物种鉴定具有高度准确性和高效性的优势。
以往昆虫物种鉴定需要依靠形态学数据，费时费力，而且容易出现误判，但是DNA条形码技术仅需要一段较短的DNA序列就能够准确判别昆虫物种。
2、昆虫分类学研究DNA条形码技术在昆虫分类学研究中也起到了关键性的作用。
通过DNA条形码技术，可以研究昆虫之间的遗传关系、物种起源和演化历程等问题，从而更加深入地了解昆虫的分类学信息。
近年来，昆虫DNA条形码技术的研究进展得到了广泛关注。
主要包括以下方面：建立一个全面、可靠的DNA条形码库是昆虫DNA条形码技术研究的前提条件。
随着DNA 条形码技术在昆虫研究中的广泛应用，已有不少国际性的DNA条形码库建立起来，比如布朗大学的Barcode of Life Data System（BOLD）和美国国家资源生物技术信息中心（NCBI）等。
DNA条形码技术的优化主要包括样品采集、DNA提取、PCR扩增和基因测序等方面。
针对昆虫体态多样、生境复杂等特点，研究者们不断探索和改进DNA条形码技术的各个环节，以提高其准确性和可靠性。
DNA条形码技术在昆虫分类学中应用广泛，但是不同昆虫群体间的适用性和差异性也是一个研究热点。
一些研究着重探究DNA条形码技术在特定昆虫群体中的应用，以期提高DNA条形码技术的适用性和准确性。
初中生物科学解析昆虫的保护与鉴定
科学研究与监测： 加强昆虫的科学 研究，了解其生 态习性和生存状 况，为保护和利 用提供科学依据。 同时，对昆虫种 群进行监测，及 时发现和解决生 态问题。
开展科普教育宣传
开展科普教育宣传： 提高公众对昆虫重 要性的认识，培养 保护意识
建立自然保护区： 保护昆虫栖息地， 防止人为破坏
制定法律法规： 禁止非法捕捉、 猎杀、买卖和运 输昆虫
加强法律法规保护
加强法律法规保 护：制定严格的 法律法规，禁止 非法捕捉、猎杀 和交易昆虫，加 大对违法行为的 惩罚力度。
建立自然保护区： 在昆虫栖息地建 立自然保护区， 保护其生态环境， 防止人类活动对 其造成破坏。
开展科普教育： 通过科普教育活 动，提高公众对 昆虫的认识和保 护意识，倡导人 们尊重自然、保 护生态。
昆虫的体态：昆虫的体态多种多样，不同种类的昆虫具有独特的身体形态，有助于昆虫的分类和鉴别。
03 昆虫的保护价值
生态平衡的作用
昆虫在生态系统中占据重要地位，是许多动物的食物来源。
昆虫对于植物的传粉和繁殖具有重要作用，维持植物种群的繁衍。
昆虫能够分解有机物，参与物质循环，保持生态系统的稳定。 昆虫种群的变化会对整个生态系统产生影响，保护昆虫有助于维护生态 平衡。
昆虫的胸部一般生有翅膀和腿，翅膀用于飞行，腿用于爬行和跳跃。
昆虫的胸部形态多样，根据不同种类昆虫的特点，胸部形态也各不相同， 如蜻蜓的胸部细长，而蝗虫的胸部短粗察昆虫的胸部形 态可以初步确定其种类。
昆虫的腹部特征
昆虫腹部由多个节组成，通常分为 前、中、后三个部分。
初中生物科学解析昆 虫的保护与鉴定
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
快速鉴定新菠萝灰粉蚧的分子标记技术
快速鉴定新菠萝灰粉蚧的分子标记技术马光昌;王晓妮;牛黎明;龚治;温海波;金启安;彭正强【摘要】新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes(Beardsley)是一种严重为害剑麻、番荔枝等经济作物的入侵性害虫.由于粉蚧类昆虫体型较小,且外部形态十分相似,难以达到快速准确识别.本文利用分子标记技术,研究了新菠萝灰粉蚧的快速鉴定方法.通过对新菠萝灰粉蚧、扶桑绵粉蚧、双条拂粉蚧、杰克贝尔氏粉蚧、大洋臀纹粉蚧、木槿曼粉蚧、甘蔗粉蚧和木瓜粉蚧等8种粉蚧的序列进行分析,针对新菠萝灰粉蚧设计了1对特异性引物,其扩增片段大小为552 bp(GenBank登录号为MF 363108),该引物对其它7种粉蚧没有扩增能力.该引物不仅对新菠萝灰粉蚧成虫具有扩增效能,对1龄若虫、2龄若虫和3龄若虫都具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为437.5 pg/μL.该技术的建立,实现了在剑麻等苗木调运过程中对新菠萝灰粉蚧的快速准确鉴定,同时对新菠萝灰粉蚧的检疫和监测也具有重要的意义.%Dysmicoccus neobrevipes (Beardsley) is an invasive pest, which tremendously harms economic crops including Agave sisalana and Annona squamosa. It is very hard to rapidly and accurately distinguishing mealybugs because of their small size and similarity in external morphology. In this study, we had developed a method for the rapid differentiation of D. neobrevipes by molecular marker technique. Sequences of D. neobrevipes、Phenacoccus solenopsis Tinsley、Ferrisia virgata Cockerell、Pseudococcus jackbeardsleyi、Planococcus minor Maskell、Maconellicoccus hirsutus、Saccharicoccus sacchari Cockerell and Paracoccus marginatus were analysed. A pair of specific primers which is specific to D. neobrevipes was designed. A single 552 bp (GenBankaccession number: MF 363108) fragment was amplified using the specific primers only in D. neobrevipes. No fragments were amplified using the specific primers in other mealybugs. The amplification ability of specific primer was proved to be capable for not only adults but also 1st, 2nd and 3rd instar of D. neobrevipes. Moreover, the assays was capable of detecting 437.5 pg/μL. This technique should be useful tool for pes t rapid diagnosis, quarantine and monitoring during transportation of seedlings like A. sisalana.【期刊名称】《环境昆虫学报》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P893-897)【关键词】新菠萝灰粉蚧;分子标记;快速鉴定;特异性扩增【作者】马光昌;王晓妮;牛黎明;龚治;温海波;金启安;彭正强【作者单位】中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101【正文语种】中文【中图分类】Q963;S412新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes(Beardsley)属半翅目Hemiptera，粉蚧科Pseudococcidae，洁粉蚧属Dysmicoccus(Beardsley，1959)，被我国列为进境植物检疫性有害生物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从理论上讲，15 个碱基位点就有415种编码方式，这个数目是现存物种的100倍。在蛋白质编码 基因中的第3 位密码子碱基是可以自由变换的。因此，只需一段45个碱基长度的序列便可编码近 10 亿的物种， 所以理论上 DNA 条形码这段648 bp 的序列完全可以鉴定所有物种。
cox1
相对保守又有足
够的变异，并且序列
榛梢木蠹象Pissodes terminalis在数据库里的比对结果1
榛梢木蠹象Pissodes terminalis在数据库里的比对结果2
/
以每年30 万个样本的速度在扩充
截至2015年3月，已有DNA条形码序列3,866,134条，包括157,057种动物、62,025种植 物和16,837种真菌及其他生物类群。
2、DNA条形码
预先收录已知物种的 cox1 基因 - 建 立数据库-未知种名物种 cox1输入检索据相似度鉴定物种。
DNA 条形码的操作流程主要有以下几 个步骤：1)标本采集、整理、鉴定、描述； 2)基因组DNA提取；3)DNA条形码标准基因 的 PCR扩增； 4)PCR 产物纯化及 DNA 序列测 定；5)DNA 序列比对与分析。
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
现有物种正以每年约1万种的速度在灭绝， 也亟需一种更加具有效率的生物物种鉴定与 记录体系。 以现在人类社会生产力发展的需求来看， 亟需一种更加具有效率的昆虫物种鉴定体系， 更好地为生产生活服务。
分子鉴定技术能够从不同发育时期的昆
虫标本或残缺的组织中鉴别出物种。
在昆虫分类学中的应用
发现隐存种与合并异名种：在鳞
翅目等类群中，通过 DNA 条形码发现 了大量隐存种或新种（ Hebert 等在发 现 DNA 条形码序列差异后结合幼虫色 型、幼虫取食植物、生态分布、成虫 头部等特征发现，双带蓝闪弄蝶其实 是个由同域分布的至少 10 个种组成的 复合体。）
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
还揭示出剩余的 3 个表面上杂食性的形态种其实都是由具寄主专一性的物种组成的隐存种。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在昆虫生态学中的应用
解析食物链：通常是通过特异 的引物检测植食性昆虫或捕食者 肠道内含物或排泄物中残存的寄
主植物或被捕食者的 DNA 来确
定食物链中的营养关系。如
Kaartinen 等首次应用 DNA 条形码 COI 和 ITS2 序列研究了发生在黑橡 Quercus robor Linnaeus上的潜叶鳞翅 目和造瘿膜翅目组成的食物网中的 物种成员以及相互的关系。
分析，最后得出6 科 180 种的结果。
在昆虫生态学中的应用
确定寄生关系：明确生态系统中种间寄生关系（主要是植食性昆虫与寄主植物 间的关系、 寄生昆虫与寄主的关系等）是生态学研究与昆虫管理中的重要问题 。
Smith等检验了条形码用于研究寄生蝇类的可行性，先用形态方法对哥斯达黎加西北部的关 纳卡斯帝保护区中寄生于鳞翅目幼虫的寄生蝇类进行鉴定，得出 20 个形态种，然后再用 DNA 条形码的方法重新鉴定， 结果不仅区分出了其中17 个具有高度寄主专一性的形态种，
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在应用昆虫学中的应用
城市昆虫学：关于城市化昆虫的进化起源及其特点已经开始受到越来越多学者
的关注。如通过利用 DNA 条形码对美国47个地点家酸臭蚁样品进行生物地理学研究表明，
每个城市的城市化种群都是由其周围自然环境中的蚂蚁入侵形成的，而非所有的城市化种群 都有一个共同的起源。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在应用昆虫学中的应用
保 护 生 物 学 ： 用 DNA 条 形 码 技 术 对 候 选保护区进行评估, 能 全面反映整个生态系统 的物种物种多样性、遗 传多样性、系统发育多 样性和进化潜力等 , 使 该技术将整个混合 样本的DNA片段扩增后 再进行高通量测序，目 前已用于微生物和动物 的相关研究中。
在应用昆虫学中的应用
农业昆虫学：上述 DNA 条形码技术在昆虫分类与生态学研究中应用的很多方面 均可用于农业昆虫学研究中。如利用 DNA 条形码对北美农业生态系统中的天敌昆虫瓢虫
种类进行了分析，发现3种本地物种和2 种入侵物种。
植物检疫：随着参考序列数据库的不断完善， 条形码可用来作为全球范围内快 速准确鉴定外来入侵物种的通用方法。
传统分类学中的形态特征，来鉴定
和描绘物种。该方法已被证实为物 种鉴定的有效方法。
特征法--木蠹象属昆虫DNA条形码检测技术的研发
木蠹象属昆虫的鉴定特征（cox1基因片段长度 371 bp）
利用基因条码分析软件共检测到 46 个多态位点，其规律作为木蠹象属昆虫的鉴定特
征，可以根据特征对该属物种进行准确鉴定。标记性碱基的确定为木蠹象属昆虫的分子快 速鉴定提供了实验依据。
在昆虫分类学中的应用
探讨系统发育关系：
尽管 DNA 条形码的目的不 是为了构建系统发育树， 但是条形码所使用的 COI 基因本身就包含着一定的 系统发育信息， 通常认为 可以用来探讨一些低级阶 元的系统发育关系。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在昆虫分类学中的应用
分析区系组成：如利用DNA条形码技术对罗马尼亚的鳞翅目1387个标本的种类进行全面
(5)目标 DNA 足够的短，便于DNA的提取和PCR的
扩增。
二、昆虫DNA条形码
2、DNA条形码
Herbert 等于 2003 年提出 DNA 条形 码概念（DNA Barcoding） 。利用线粒
体cox1基因（线粒体细胞色素氧化酶亚
基I基因，5'端648 bp）作为通用序列， 建立全球性的物种鉴别系统。
一、昆虫主要的分子鉴定技术
1、分子鉴定技术的必要性
自林奈创立双名法近 250 年来，仅 有 100 多万个昆虫物种被命名，而昆虫 数量巨大（ 1000-2000 万未鉴定），单 靠专业的经典分类学家命名，几乎是不 可能完成的任务。
以平均一个经典分类学家一生鉴定 1000 个物
种的标准来计算，需要 1 万多个经典分类学家同时 参与完成。 昆虫已命名100多万种，占动物界已知种类的2/3。
法医昆虫学：法医昆虫学主要是利用尸体上产生昆虫的种类、生长发育情况来
推断死亡时间、地点等，对昆虫进行准确鉴定是开展法医昆虫学研究的前提。一般
成虫易飞走而导致通常收集到的都是卵、幼虫、蛹或者是残肢碎片，这些因为缺乏形态上的 鉴定特征，致使传统的形态鉴定难以实现，以往主要的解决办法就是将幼虫带回去饲养成成 虫后再鉴定，这种方法不仅会拖延大量的时间，而且经常会因为饲养经验不足， 环境不适 应导致幼虫死亡，最后直接影响相关案件的侦破。
MP、ML法和BI法是基于特征的方法，通过比较 所有序列的每个位点，计算每棵树的得分。NJ法 为 基 于 一 定 的 进 化 模 型 ， 如 ： K-2-P 模 型 、 pdistance等，计算出各序列间的遗传距离，构建距 离矩阵，进而构建系统发育树。
DNA 序列比对与分析
距离法
距离法是通过计算物种间的遗传距离来鉴定物种，根据条形码间隙的概念， 即种内遗传距离和种间遗传距离之间应存在一个距离间隙，或通过定义一个能区 分种内、种间遗传距离的阈值，将未知物种鉴定为已知物种或定义为新种。 TaxonDNA是基于遗传距离分析条形码鉴定效率的程序（评价方法：最佳匹配方法
DNA 序列比对与分析
序列分析即利用生物信息学软件统计分析序列差异，主要包括进化
树法（tree based methods）、距离法（distance based methods）和特征法
（character based methods），前两者主要包括邻接法、BLAST搜索或使 用软件分析碱基遗传距离等，后者主要包括DNA序列中核苷酸的组成、
（BM）和基于阈值的最佳匹配方法（BCM））。通常基于K-2-P模型进行计算。BM方法的
常会导致假阳性的错误鉴定；BCM有所改进，该方法先对数据库中的序列进行统
计分析，得出一个相似性的阈值，即与未知序列遗传距离最小且在阈值范围内的
数据库中的物种为鉴定成功的物种。
DNA 序列比对与分析
特征法 特征法是寻找某分类单元内成 员共享、并可以将其与其他分类单 元区分开的鉴定特征。一个物种中 的固定核苷酸位点的固定碱基可以 作为鉴定该种的诊断特征，类似于
替换与缺失等分析。在分析种以下水平的序列差异时，由于基因距离较
小，使用基于特征的分析方法更为可靠。
DNA 序列比对与分析
进化树法
通过构建系统发育树，以进化树上的物种是
否为单系性为标准来判定未知物种的种类或发现 新种。常用方法有邻接法（ NJ ）、最大简约法
（MP）、最大似然法（ML）和贝叶斯法（BI）。
DNA条形码技术在昆虫学中的应用
在昆虫生态学中的应用
推断气候变化对昆虫的影响：如通过形态结合 DNA 条形码的方法调查20 世纪中期及
其50～70 年后加拿大极地Churchill地区的一些寄生蜂的多样性，并比较这两个时期的物种多 样性的改变，结果发现在这50～70年间，这些地区的物种组成确实随着温度的升高发生了显 著的变化。
二、昆虫DNA条形码
1、DNA分类
Tautz于2002年提出DNA分类的概念（DNA Taxonomy ），以DNA序列为 基础建立物种识别体系，利用DNA序列的差异进行种级阶元的分类，并与林 奈命名系统一一对应。（可以解决一些形态学上的难题，发掘隐存种）
二、昆虫DNA条形码
2、DNA条形码
理想的DNA条形码应符合一些基本标准: (1)具 有足够的遗传变异性和一定的分化度，可以区分不 同的物种，同时种内变异小，具有保守性。(2) 必 须是一段标准的 DNA 片段来尽可能的鉴别不同的 分类群。(3)目标 DNA 区应该包含足够的系统进化 信息，用以定位物种在分类系统中的位置。 (4) 具 有高度保守的引物设计区，便于通用引物的设计。