昆虫分子鉴定技术简介

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 (5)目标 DNA 足够的短，便于DNA的提取和PCR的 扩增。
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）。 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
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、 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。
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。
cox1
相对保守又有足 够的变异，并且序列 长度适中。
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。
1460
3014
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）
DNA 序列比对与分析
特征法 特征法是寻Baidu Nhomakorabea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 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
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。