昆虫线粒体基因组研究方法
三种蛾类线粒体基因组及双孔次目(鳞翅目：有喙亚目)相关类群的系统发生分析
三种蛾类线粒体基因组及双孔次目（鳞翅目：有喙亚目）相关类群的系统发生分析双孔次目是鳞翅目、有喙亚目下的一个全变态昆虫类群,全世界已知种类超过157 000多种,包括全部的蝶类和大多数的蛾类,占全部鳞翅目种类的99%左右。
该类昆虫分布十分广泛,与人类的生产和生活活动密切相关,在自然生态系统中占有极其重要的位置。
另外,其中的一些类群已成为昆虫学和进化生物学相关领域重要的研究对象和模式生物。
然而,迄今为止,有关双孔次目各主要类群间的整体系统发生关系格局尚不明晰,一些类群的系统学地位等问题还存在很多争议,特别是基于形态学和分子生物学的一些研究结果还远未达成共识。
昆虫的线粒体基因组是大小为15<sup>1</sup>9 kb的共价闭环分子,通常包含13个蛋白质编码基因（PCG）、2个rRNA基因,20余个tRNA基因和一个非编码的AT富集区（AT-rich region）。
由于它分子量相对较小,携带较为丰富的遗传信息,母系遗传等特点,现已被广泛运用于昆虫其他动物类群的系统分类学的研究中。
为了进一步解析双孔次目及其内部有关类群的系统发生关系,本研究新测了3种蛾类（玉带斑蛾、铅斑钩蛾和白缘寡夜蛾,分属于斑蛾总科,钩蛾总科和夜蛾总科）的线粒体基因组全序列,结合已知的其他双孔次目昆虫代表种类的线粒体基因组序列数据,对它们的线粒体基因组结构和组成做了详尽的比较分析;另外,根据13个蛋白质编码基因的核苷酸序列数据,运用贝叶斯演绎法（BI）最大似然法（ML）重建了双孔次目共72个代表种类的系统发生树,以此探讨它们主要类群之间的系统发生关系。
与此同时,结合GenBank中已知有关基因序列数据,以贝叶斯演绎法、最大似然法和邻接法（NJ）法的方法重建了3个总科（斑蛾总科,钩蛾总科和夜蛾总科）内部有关类群代表种群间的系统发生关系。
线粒体基因组比较分析的研究结果显示,玉带斑蛾、铅斑钩蛾和白缘寡夜蛾的线粒体基因组长度分别是15 383bp、15 564bp、15 320bp。
昆虫线粒体基因组的结构和演化研究
昆虫线粒体基因组的结构和演化研究随着生物技术的不断发展，昆虫线粒体基因组的研究也日益引起了科学家们的关注。
线粒体是细胞内一个非常重要的细胞器，其主要功能是合成细胞所需的能量ATP。
线粒体基因组是由DNA组成的一个闭合圆环，昆虫线粒体基因组的结构和演化研究一直是科学界研究的热点之一。
昆虫线粒体基因组的结构昆虫线粒体基因组是一个圆形的双链DNA分子，大小约为16-20kb。
与细胞核的染色体相比，昆虫线粒体基因组比较小，但是其在昆虫的进化和适应性方面起着至关重要的作用。
昆虫线粒体基因组的结构比较保守，通常包含13个编码蛋白质的基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因，其中有些基因横跨着整个线粒体基因组。
另外，在昆虫线粒体基因组中还存在着“非编码区”（non-coding region），该区域的长度和组成在不同昆虫物种之间差别很大，但是其在整个基因组的复制和转录中发挥着非常重要的作用。
昆虫线粒体基因组的演化在不同昆虫物种之间，线粒体基因组的组成和结构会存在一定的差异性，这种差异性主要表现在基因组的大小、基因数目和序列组成等方面。
研究表明，昆虫线粒体基因组的演化是一个比较复杂的过程，它不仅受到自然选择和遗传漂变的影响，还受到基因重组和基因转移等因素的影响。
在自然选择的作用下，一些昆虫物种会逐渐丧失不必要的基因，如维生素合成基因等。
而一些重要的基因则会得到保留和加强，以适应环境变化的需求。
此外，昆虫线粒体基因组中的tRNA基因和非编码区序列的演化速度比编码基因要快，这意味着在不同物种之间，这些区域的序列组成和长度可能会发生较大的变化。
昆虫线粒体基因组的研究意义昆虫线粒体基因组的研究对于昆虫的分类和系统发育研究具有重要的意义。
由于昆虫线粒体基因组的结构比较保守，因此可以通过对不同昆虫物种基因组的比较研究，了解它们之间的关系和进化历程。
此外，昆虫线粒体基因组的研究还有助于深入了解昆虫的适应性进化和遗传学特征，为昆虫的保护和利用提供科学依据。
龟瓢虫（鞘翅目：瓢虫科）线粒体基因组全序列测定与分析
·1317·龟瓢虫（鞘翅目：瓢虫科）线粒体基因组全序列测定与分析张永科1，2，张利娟3，卢迎春4，何霞红1，5，张宏瑞1*（1云南农业大学植物保护学院，云南昆明650201；2云南省热带作物科学研究所，云南景洪666100；3河南农业大学植物保护学院，河南郑州450002；4云南农业大学继续教育学院，云南昆明650201；5西南林业大学/西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室，云南昆明650224）摘要：【目的】明确龟瓢虫［Epiverta chelonia（Mader，1933）］线粒体基因组结构特征，分析其系统发育关系，为龟瓢虫的起源、分化和遗传多样性研究提供数据支持。
【方法】利用Illumina二代测序技术测定龟瓢虫线粒体基因组，对基因组序列进行注释和分析；基于瓢虫科（Coccinellidae）3亚科［食植瓢虫亚科（Epilachninae）、瓢虫亚科（Coccinelli-nae）和小毛瓢虫亚科（Scymninae）］11种昆虫的线粒体基因组13个蛋白编码基因（Protein-coding genes，PCGs），采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育进化树。
【结果】龟瓢虫线粒体基因组全长17347bp，包含37个基因（13个PCGs、22个tRNA基因和2个rRNA基因）和1个非编码的控制区，基因重叠区域共11处，间隔区域共9处。
基因组拥有鞘翅目昆虫典型线粒体基因组的基因组成和排列顺序，AT含量为75.77%，表现明显的AT偏向性。
13个PCGs中除cox1基因以TTG为起始密码子外，其余均以ATN为起始密码子；nad1和nad3基因以TAG为终止密码子，其余11个基因以TAA为终止密码子。
除trnS1基因外，其余21个tRNA的二级结构均为典型的三叶草结构，二级结构中出现少量的G-U碱基错配现象。
系统发育进化分析结果表明，龟瓢虫与苜蓿瓢虫（Subcoccinella vigintiquatuorpunctata）处于同一分支上。
昆虫线粒体基因组重排的研究进展
昆虫线粒体基因组重排的研究进展陈志腾;杜予州【摘要】动物线粒体基因组通常组成稳定,基因排列也相对保守,极少发生重组.但是昆虫的线粒体基因组具有重排的可能性,而且这些重排事件可能为系统发育研究提供重要的信息.因此,深入研究昆虫线粒体基因组的重排可能有助于解决具有争议的系统发生关系.本文对昆虫线粒体基因组的重排类型、重排机理和重排在昆虫系统发育分析中的应用等方面的研究进展进行了介绍.【期刊名称】《环境昆虫学报》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】9页(P843-851)【关键词】线粒体基因组;昆虫;基因重排;系统进化;系统发育【作者】陈志腾;杜予州【作者单位】扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009;扬州大学园艺与植物保护学院应用昆虫研究所,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】Q963昆虫的线粒体基因组(mitochondrial genome)通常为双链闭合的环状DNA分子，长15-20 kb，一般包含37个基因，即13个蛋白质编码基因(PCG)、22个转运RNA(tRNA)基因和2个核糖体RNA(rRNA)基因，此外还有一个最大的非编码区，即控制区(Boore, 1999)。
昆虫线粒体基因组的多数基因在同一条链上编码，该链称为J链(majority strand)，少数基因在另一条链上编码，该链称为N链(minority strand)(Simon et al., 1994)。
线粒体基因组具有分子量小、进化速率快和重组水平较低等特点，因此已经被作为分子标记在昆虫系统学等研究中得到广泛应用(Wilson et al., 2000; Lin and Danforth, 2004; Gissi et al., 2008; Salvato et al., 2008; Wang et al., 2014a; Wang et al., 2015; Amaral et al., 2016; Song et al., 2016)。
昆虫线粒体基因的研究进展
昆虫线粒体基因的研究进展
孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
【期刊名称】《检验检疫学刊》
【年(卷),期】2010(020)003
【摘要】昆虫线粒体基因组通常含有37个编码基因,其中蛋白编码基因13个,核糖体RNA编码基因有2个,运输线粒体蛋白的tRNA编码基因22个,此外还有一些非编码区和基因间隔区.目前对于昆虫线粒体基因的研究,主要是使用其中的部分基因片段进行分类学科级水平上的系统进化分析或分子鉴定,而对于基因自身进化特点及规律的研究相对较少.本文根据文献和资料,对昆虫线粒体基因组的特点、获得方法、重排机制、研究意义和今后的研究方向进行了阐述和总结,以加深对昆虫线粒体基因组的认识,促进相关研究和进一步利用.
【总页数】5页(P69-73)
【作者】孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
【作者单位】黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555;黄岛出入境检验检疫局,山东青岛,266555
【正文语种】中文
【中图分类】Q963
【相关文献】
1.昆虫线粒体基因的研究进展 [J], 孙铮;张吉;王荣;徐月静;张大谦
2.昆虫线粒体基因组重排的研究进展 [J], 陈志腾;杜予州
3.直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用 [J], 刘静;边迅
4.访花昆虫野蚜蝇线粒体基因组结构分析 [J], 闫艳;程梦迪;曹春桥;李虎
5.线粒体基因在鳞翅目昆虫分子系统学中的研究进展 [J], 李青青;段焰青;李佛琳;李地艳;周汝敏;曹能
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昆虫的线粒体和遗传多样性
昆虫的线粒体和遗传多样性昆虫是地球上最为丰富多样的生物群体之一，它们的线粒体和遗传多样性在科学研究和保护生态系统方面具有重要意义。
本文将深入探讨昆虫线粒体的结构与功能，以及线粒体基因组在昆虫遗传多样性中的作用。
一、昆虫线粒体的结构与功能线粒体是细胞中的一个重要细胞器，对各种生命活动发挥着至关重要的作用。
而在昆虫中，线粒体具有独特的特征和功能。
1. 线粒体结构昆虫线粒体是一种独立的细胞器，由双层膜结构组成。
线粒体的外膜起着维持线粒体结构的保护作用，内膜则形成了许多褶皱，称为线粒体内膜。
线粒体内膜上有许多小突起，称为线粒体内膜结突。
线粒体结突的存在增加了线粒体内膜的表面积，有利于线粒体内部各种酶的活性。
2. 线粒体功能线粒体在细胞代谢中起着重要的作用，主要包括三个方面的功能。
首先，线粒体是能量生产的主要场所，通过呼吸链产生大量的三磷酸腺苷（ATP），为昆虫提供能量。
其次，线粒体参与细胞的钙离子调节，对于细胞内钙离子浓度的平衡具有重要作用。
最后，线粒体还参与了细胞的凋亡和老化等重要生理过程。
二、昆虫线粒体基因组的特点与哺乳动物和植物相比，昆虫的线粒体基因组非常小而紧凑，具有以下特点。
1. 大小和基因数量昆虫线粒体基因组通常只有15-20千碱基对，远远小于哺乳动物和植物的基因组。
同时，昆虫线粒体基因组中的基因数量也相对较少，一般约有13个蛋白编码基因、22个转运RNA基因和2个核糖体RNA基因。
2. 高度保守性昆虫线粒体基因组中的大多数基因在不同物种间具有高度的保守性，即其序列在不同昆虫中相对稳定，变异较少。
这种高度保守性为研究昆虫的亲缘关系和系统发育提供了重要的遗传标记。
三、昆虫遗传多样性与线粒体基因组昆虫的遗传多样性主要包括种内遗传多样性和种间遗传多样性，而线粒体基因组在遗传多样性的研究中具有重要的作用。
1. 种内遗传多样性昆虫种内遗传多样性是指同一物种内个体间的遗传差异。
由于昆虫线粒体基因组的高度保守性，可以利用其中的序列差异作为遗传标记来研究种内个体的遗传关系和遗传多样性。
蚊虫线粒体基因组DNA提取方法
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蚊虫线粒体基 因组 Ｄ Ｎ Ａ提取方法
邹依霖， 丁奕然， 罗钱春 ， 陈斌
重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所 ， 重 庆市 动物 生物学重点实验室 ， 重庆 ４ ０ １ ３ ３ １ 摘要 ：目的 优 化和改进一套 适用于蚊虫线 粒体基 因组 Ｄ ＮＡ的提取方法 。方法 从动 物线 粒体基 因组 Ｄ Ｎ Ａ提取
的一般方法 、 步骤 和原理 出发 ， 主要采用 改进的高盐沉淀 法 ， 并 注意去除核 Ｄ Ｎ Ａ的污染 。用紫外分光光度计 、 琼脂 糖凝胶 电泳 和线 粒体 Ｃ Ｏ Ｉ基因 Ｐ Ｃ Ｒ扩增产物鉴定所提 的线 粒体 基因组 Ｄ Ｎ Ａ。结 果 改进 后的方法适用于单 只蚊 优 化和改进 的提取 虫， 用凝胶 电泳 检测后发现无核 Ｄ Ｎ Ａ与蛋 白质污染 。改进后 的方法简便易 行 ， 经 过多种蚊虫线粒体 基因组提取 的 实验表 明 ， 提 取的蚊虫线粒 体基因组 Ｄ Ｎ Ａ质量高 ， 能满足 Ｐ Ｃ Ｒ、 克隆 、 测序分析等要 求 。结论 方法简便易行 ， 得到的蚊虫线粒体基 因ｆ ｌ ￣ Ｄ Ｎ Ａ质量高 ， 能满足相关分析要求 。
昆虫线粒体DNA Cyt b基因研究进展
第 ２卷 第 ２ ５ 期 ２ ０年 ６月 １ ０
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昆虫线粒体基因组研究方法
具体步骤
• 1. 采集标本并冷冻 • 2. 提取DNA • 3. 扩增线粒体基因组上的经典片段 • 4. 设计引物，扩增其他片段 • 5. 将所有片段拼接成完整的线粒体组（环形） • 6. 校对数据，利用软件、比对等方法，标出tRNA、
16S、12S及13个蛋白质基因的位置，上传线粒 体基因组数据至Genbank。 • 7. 对tRNA进行结构预测 • 8. 对12S及16S进行结构预测 • 9. 对该昆虫线粒体基因组上特殊位置进行讨论 • 10. 系统发育分析
• number。
6. 寻找tRNA及预测tRNA结构
• 用tRNAscan-SE Search Server 在线软 件，寻找tRNA，一次 可找出17-19个。其余 与其他昆虫线粒体进 行比对找出。
• 用DNAsis预测tRNA结 构，对于较为特殊的 tRNASer(AGN)，需手 工画出。
7. 预测12S及16S结构
• 将浸泡于无水乙醇中的足取出，晾干， 分成2-3段，放在1.5ul的离心管中。按照 QIAGEN DNeasy Tissue kit使用手册的说 明进行总DNA提取。抽提的DNA溶于200300ul的AE缓冲液，并置于在-20℃冰箱保 存备用。
3. PCR扩增和测序
• 先扩增线粒体基因组上的经典片段，如COⅠ、COⅡ、 COⅢ、Cob等。
1. 采集标本及冷冻
利用高压汞灯及黑光灯诱集，然后将标 本低温冷冻致死，取一侧后足泡入无水乙 醇，置于-20度冰箱保存，供提取DNA。标 本展翅并保存，以待进一步形态鉴定。
2. DNA提取
• 总DNA提取试剂盒为德国默克公司 QIAGEN DNeasy Tissue kit。PCR试剂使 用TIANGEN天根生化科技有限公司生产的 PCR MasterMix。
线粒体基因组数据的分析方法和软件_李雪娟
应用昆虫学报Chinese Journal of Applied Entomology 2013，50（1）：298－304．DOI ：10．7679/j．issn．2095－1353．2013．040线粒体基因组数据的分析方法和软件*李雪娟杨婧王俊红任倩俐李霞黄原＊＊（陕西师范大学生命科学学院西安710062）摘要线粒体基因组的研究已经普及，其正确的拼接和注释是所有后续研究的基础。
本文以Staden Package 软件为主介绍了拼接和注释的线粒体基因组的方法，同时介绍了其他常用的拼接软件ContigExpress 、DNAMAN 、DNASTAＲ、BioEdit 和Sequencher ，以及利用不同软件（包括DOGMA 、MOSAS 、MITOS 、GOBASE 、OGＲe 、MitoZoa 、tＲNAscan-SE 、AＲWEN 、BLAST 和MiTFi 等）对线粒体基因组中的蛋白质编码基因、rＲNA 、tＲNA 和A +T 富集区进行注释的方法，最后介绍了利用MEGA5软件分析线粒体基因组的组成、Sequin 软件提交序列和线粒体基因组数据绘图工具（CG view 、MTviz 和OGDＲAW ）。
关键词线粒体基因组，拼接，注释Methods and software tools for mitochondrial genomeassembly and annotationLI Xue-JuanYANG JingWANG Jun-HongＲEN Qian-LiLI XiaHUANG Yuan ＊＊（School of Life Sciences ，Shaanxi Normal University ，Xi ’an 710062，China ）Abstract With the increasing popularity of mitochondrial genome studies ，the correct assembly and annotation ofgenomes are the basis of all subsequent research into a species．Here we describe the protocols using Staden Package software to assemble and annotate the mitochondrial genome ，along with other commonly used software ，such as ContigExpress ，DNAMAN ，DNASTAＲ，BioEdit and Sequencher．In addition ，methods for the use of different software packages （including DOGMA 、MOSAS 、MITOS 、GOBASE 、OGＲe 、MitoZoa 、tＲNAscan-SE 、AＲWEN 、BLAST and MiTFi ）to annotate mitochondrial genomic protein-coding genes ，rＲNA ，tＲNA and the A +T region are briefly introduced．Finally ，application of MEGA5software to analyze the composition of mitochondrial genomes ，Sequin software to submit sequences to GenBank ，and mitochondrial genome data visualization tools （CG view 、MTviz and OGDＲAW ）are also briefly introduced．Key wordsmitochondrial genome ，assembly ，annotation*资助项目：国家自然科学基金（31172076，30970346）。
访花昆虫野蚜蝇线粒体基因组结构分析
环境昆虫学报 2021, 43 (4)： 992 - 1002Journal of Eiwironmental Entomologydoi ： 10. 3969/j.闫艳，程梦迪，曹春桥，李虎.访花昆虫野酚蝇线粒体基因组结构分析[J].环境昆虫学报，2021, 43 (4)： 992-1002.访花昆虫野妍蝇线粒体基因组结构分析闫艳，程梦迪，曹春桥，李虎**基金项目：陕西省科技厅自然科学基础研究计划(2020JQ-869)；陕西理工大学开放课题研究基金(SLGPT2019KF03 -01)；陕西理工大学研究生创新基金项目(SLGYCX2015)；中国博士后科学基金(2016M590968)作者简介：闫艳，女，1996年生，河南省三门峡人，硕士研究生，研究方向为动物系统与进化，E-mail ： 187****2013® 163. com* 通讯作者 Author for correspondence :李虎，男，博士，E - mail : lihu@ snut. edu. cn 收稿日期 Received : 2021 -01 -30；接受日期 Accepted : 2021 -05-13(陕西理工大学生物科学与工程学院，陕西汉中723000)摘要：野酚蝇Sgp 血s towiAS ( Oslen-Sacken)成虫具访花习性，是重要的传粉昆虫；幼虫捕食酚虫，是蜗虫重要天敌之一。
本研究通过高通量测序、组装拼接获得了完整的野蜗蝇线粒体基因组全序列(GenBank 登录号:MW074962),其序列全长为16 444 bp,包含13个蛋白编码基因(PCGs)、22个tRNAs 、2个rRNAs 和D-loop 区。
野酚蝇线粒体全序列A + T 含量为80. 6%, G + C 含量为19.4% ,表现出明显的A+T 偏斜。
除了 COX/、ATP8、ATP6和ND1的起始密码子为TTG,其它9个PCGs 以ATN 为起始密码子；COXI 的终止密码子为不完整的T--, ATP6为TAG,其余11个PCGs 的终止子为TAA O 22个tRNAs 的二级结构均为典型的三叶草结构，并预测了野妍蝇rRNAs 的二级结构。
线虫的遗传和基因组分析研究
线虫的遗传和基因组分析研究线虫（C. elegans）是一种重要的研究模式生物，因其简单的神经系统和完整的基因组而备受研究者的关注。
线虫的遗传和基因组分析是近年来的热点研究领域，在该领域内有许多重要的进展和发现。
一、线虫基因组的测序和分析2002年，线虫的基因组被测序并发表在Science杂志上。
这个基因组大小约为100Mb，包含着19,000多个基因，是一个较小的基因组。
更重要的是，线虫基因组中有大量的同源基因，这些同源基因在人类基因组中也存在。
因此，线虫不仅可以作为基因功能研究的模式生物，还可以用于人类疾病的研究。
基于这个基因组，可以进行线虫遗传和基因组分析的研究。
二、遗传学研究线虫的遗传实验非常方便和简单。
线虫的生命周期只有2~3天，繁殖快速，适合大规模遗传筛选。
线虫的生殖方式是单性生殖，一个成体可以产生多个后代。
后代基因随机重组，可以进行大规模的遗传筛选。
通过遗传筛选，可以筛选出各种类型的突变体（mutants），研究某些基因的功能。
例如，在遗传筛选中，研究人员发现了一个名为daf-2的基因，该基因参与了线虫的寿命控制。
它的突变体daf-2(e1370)的寿命比正常线虫寿命要长50%以上。
这一发现启示了研究人员研究线虫寿命调控的机制。
三、基因功能研究线虫基因组中的同源基因和人类基因组中的同源基因具有相似的结构和功能。
因此，线虫可以作为人类疾病的研究模型，研究人类基因的功能。
例如，在线虫基因组中发现了一个名为mev-1的基因，该基因参与了线虫呼吸链的功能。
经过研究人员的深入研究发现，虽然该基因在人类基因组中不存在，但是它指示了人类呼吸链发生缺陷导致的重大疾病的发病机理和防治措施。
四、基因表达调控研究线虫的基因表达调控研究是近年来的热点研究领域。
线虫基因组中的每一个基因在不同的组织和发育阶段都有不同的表达水平和模式。
研究线虫基因表达调控，可以探索基因功能以及基因与其他生物学过程之间的关系。
例如，在研究线虫中发现了一个重要的转录因子DSR-1，它参与了线虫头腔形态的形成和发育。
四种象甲总科昆虫线粒体基因组的测定与分析
四种象甲总科昆虫线粒体基因组的测定与分析鞘翅目俗称甲虫,由多食亚目(Polyphaga),原鞘亚目(Archostemata),肉食亚目(Adephaga)及藻食亚目(Myxophaga)组成。
多食亚目物种丰富度高,目前约32万种。
扁甲系在多食亚目中研究比较广泛,约23万种,包括郭公总科(Cleroidea)、筒蠹总科(Lymexyloidea)、扁甲总科(Cucujoidea)、拟步甲总科(Tenebrionoidea)、叶甲总科(Chrysomeloidea)和象甲总科(Curculionoidea)。
多食亚目中很多种类对林业、仓储业、农业及畜牧业造成了严重的危害。
本次研究的4个物种均为森林害虫,森林害虫对森林的为害是巨大的,我国已经成为遭受森林有害生物最严重的国家之一。
近几年随着分子生物学的不断发展,线粒体基因组也被更多的运用于鞘翅目的各项研究,昆虫系统发育、种群的遗传分化与结构、近缘种鉴定等。
本研究通过高通量测序并结合传统PCR扩增法测定了中对长小蠹(Euplatypus parallelus)、散溢长小蠢(Euplatypus solutes)、华山松大小蠹(Dendroctonus armandi)、大和锉小蠹(Scolytoplatypus mikado)4种象甲总科昆虫的全线粒体基因组,并对所得到的序列进行注释及相关分析。
联合本实验测得的4种全线粒体基因组序列和GenBank中已有的其他扁甲系线粒体基因组,分别采用最大似然法和贝叶斯法构建扁甲系昆虫的系统发育关系。
本次研究所得结论主要如下:1.全线粒体基因组长度分别为:中对长小蠹16096bp,散溢长小蠹16117bp,华山松大小蠹16101bp,大和锉小蠹16438bp。
中对长小蠹含22个tRNA,散溢长小蠹含23个tRNA,华山松大小蠹和大和锉小蠢含21个tRNA,4个物种均含13个蛋白编码基因,2个rRNA及一个控制区。
所得结果与已发表的其他象甲总科昆虫线粒体基因组结构保持一致。
昆虫的群体遗传学昆虫种群遗传结构和基因流的研究
昆虫的群体遗传学昆虫种群遗传结构和基因流的研究昆虫的群体遗传学：昆虫种群遗传结构和基因流的研究摘要：昆虫是地球上数量最多、种类最丰富的生物群体之一。
昆虫的群体遗传学研究对于了解昆虫种群的遗传结构和基因流具有重要意义。
本文将介绍昆虫群体遗传学的概念和研究方法，并通过具体案例阐述昆虫群体遗传学在农业、生态学和环境保护等领域的应用。
引言：昆虫是地球上最为丰富和多样化的生物群体之一，广泛分布于各种生态系统中。
昆虫的数量庞大和独特的生物学特性使得它们成为群体遗传学研究的理想模型。
昆虫群体遗传学主要关注昆虫种群内部遗传结构的形成及其对基因流的影响。
本文将探讨昆虫群体遗传学的研究方法和应用。
一、群体遗传学概述群体遗传学是遗传学的一个重要分支，主要研究群体内部基因频率的变化和遗传多样性。
在昆虫群体遗传学中，研究者通常借助遗传标记和分子遗传学技术来探究群体的遗传结构和基因流。
二、昆虫群体遗传结构的研究方法（一）遗传标记的选择昆虫群体遗传学研究中常用的遗传标记包括微卫星标记、线粒体DNA标记和SNP标记等。
这些标记通常能够提供足够的变异性，用于揭示群体内部的基因流动态和遗传结构。
（二）遗传多样性的评估通过对昆虫个体的基因型进行测定，可以计算出群体内部的遗传多样性参数，如硬臂度、平均杂合度等。
这些参数可以反映群体内部的基因流程度和群体遗传结构。
（三）群体遗传结构的分析群体遗传结构通常通过群体遗传分化系数Fst来评估。
Fst值越高，说明群体间的遗传差异越大；反之，Fst值越低，说明群体间的遗传差异越小。
三、昆虫群体遗传学的应用（一）农业领域昆虫群体遗传学在农业领域的应用主要涉及农作物的种质资源保护和昆虫害虫的防控。
通过研究农作物内昆虫种群的遗传结构，可以为种质资源的保护和利用提供重要参考。
同时，了解昆虫害虫的遗传结构和基因流动态，有助于制定针对性的防控策略。
（二）生态学研究昆虫群体遗传学研究在生态学领域有着广泛的应用。
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条形码技术是一种基于DNA序列的生物多样性研究方法，它通过对目标生物的DNA 序列进行快速测序和比对，识别种属，对分类学研究具有重要意义。
在昆虫分类学中，DNA条形码技术已经被广泛应用，成为昆虫鉴定和分类的重要工具。
本文将探讨DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展，包括技术原理、应用范围和挑战，为读者提供全面的了解。
1. 技术原理DNA条形码技术是一种通过对物种特异的DNA片段进行测序和比对，来鉴别和分类物种的方法。
在昆虫分类学中，通常选择线粒体COI基因序列（约650bp）作为DNA条形码，因为该基因在昆虫中具有高度的保守性和种属特异性，能够有效区分不同的昆虫种类。
DNA条形码技术以PCR技术从昆虫组织中扩增COI基因片段，然后通过测序获得DNA序列，再通过比对数据库中已知的DNA条形码序列，即可鉴定昆虫种属。
2. 应用范围DNA条形码技术在昆虫分类学中有着广泛的应用范围，主要包括以下几个方面：（1）昆虫鉴定：通过比对DNA条形码序列，可以快速、准确地鉴定昆虫的种属，特别是那些形态特征相似、难以区分的昆虫种类，可以大大提高鉴定的准确性和精度。
（2）物种鉴定：DNA条形码技术可以帮助科学家发现新物种或者重新鉴定已知物种的分类地位，加强昆虫分类学研究的深度和广度。
（3）昆虫生态学研究：通过对采集的昆虫样本进行DNA条形码分析，可以揭示其在生态系统中的地位、食性、种群结构等信息，为昆虫生态学研究提供重要数据支持。
（4）害虫监测与防控：DNA条形码技术可以用于检测和监测害虫的种群动态和分布情况，为害虫防控提供科学依据。
3. 研究进展（1）完善的数据库：全球范围内建立了大量的昆虫DNA条形码数据库，如NCBI的GenBank、BOLD（Barcode of Life Data System）等，这些数据库为昆虫分类学研究提供了丰富的DNA条形码序列资源，方便了新物种的鉴定和已知物种的归属确认。
《内蒙古长蝽总科Lygaeoidea昆虫(昆虫纲_半翅目_异翅亚目)DNA条形码研究》范文
《内蒙古长蝽总科Lygaeoidea昆虫（昆虫纲_半翅目_异翅亚目）DNA条形码研究》篇一内蒙古长蝽总科Lygaeoidea昆虫（昆虫纲_半翅目_异翅亚目）DNA条形码研究内蒙古长蝽总科Lygaeoidea昆虫DNA条形码研究一、引言随着生物信息学和分子生物学的快速发展，DNA条形码技术已成为昆虫分类、系统发育、生物多样性及种群遗传结构研究的重要工具。
内蒙古长蝽总科Lygaeoidea昆虫作为半翅目异翅亚目的一员，其种类繁多，分布广泛，具有极高的生态和经济价值。
本研究利用DNA条形码技术对内蒙古地区的长蝽总科昆虫进行系统研究，以期为该地区的生物多样性保护和资源利用提供科学依据。
二、研究方法1. 样本采集本研究在内蒙古地区采集了不同生境下的长蝽总科昆虫样本，包括草原、沙漠、森林、湖泊等不同生态环境。
采集的样本经过分类鉴定后，选取具有代表性的个体进行DNA提取。
2. DNA提取与扩增使用无菌工具对选定样本进行DNA提取，采用PCR技术对DNA进行扩增。
本研究所选用的DNA条形码区域为线粒体COI 基因片段。
3. 序列分析扩增后的DNA序列经过测序、校对后，进行序列分析。
利用生物信息学软件对序列进行比对、拼接、剪切等处理，得到高质量的DNA条形码序列。
4. 系统发育分析将得到的DNA条形码序列与GenBank等数据库中的序列进行比对，构建系统发育树，分析内蒙古长蝽总科昆虫的种系发生关系及物种多样性。
三、研究结果1. DNA条形码序列获取经过上述实验流程，我们成功获取了内蒙古地区长蝽总科昆虫的线粒体COI基因片段DNA条形码序列。
序列长度约为650bp，具有较高的变异性和特异性。
2. 系统发育分析将获取的DNA条形码序列与GenBank等数据库中的序列进行比对，构建了内蒙古长蝽总科昆虫的系统发育树。
结果表明，内蒙古地区的长蝽总科昆虫具有较高的物种多样性，不同物种间的遗传距离差异显著。
同时，我们还发现了一些新的物种或亚种，为该地区的生物多样性保护提供了新的资源。
三种蚱总科昆虫线粒体基因组测序及蝗亚目线粒体基因组的比较分析
三种蚱总科昆虫线粒体基因组测序及蝗亚目线粒体基因组的比较分析蚱总科昆虫隶属直翅目蝗亚目,与蚤蝼总科均属蝗亚目的原始类群,目前已知约270属1500余种,国内学者将其分为7个亚科。
蚱类昆虫体型较小,属植食性昆虫,主要分布在热带和亚热带等潮湿地区,某些种类可以作为环境的重要指示物。
由于缺少蚱总科阶元的分子数据,目前与之相关的分子系统发育研究仍停留在形态学或单个、少数基因上,而从线粒体基因组整体水平上进行蚱总科相关分子系统发育的研究却很少。
本研究通过采用Illumina和Sanger测序技术,获得了元宝山波蚱(Bolivaritettix yuanbaoshanensis),尖翅狭顶蚱(Systolederus spicupennis)和锡金波蚱(Bolivarieettix sikkinensis)线粒体基因组近似全序列,并根据日本蚱和秦岭台蚱的线粒体基因组数据,对上述三种新测定的线粒体基因组序列进行了注释。
联合其他27种直翅目昆虫相关数据,对蝗亚目线粒体基因组各基因及位点进行比较分析,并总结出一定的规律,最后对蝗亚目昆虫各科的系统发育关系进行了重建。
此外,通过测序19种蚱昆虫28SrRNAD2区的基因序列,对蚱总科昆虫的系统发育关系进行了探讨。
得到的主要结果如下:1.已测得的元宝山波蚱、尖翅狭顶蚱和锡金波蚱的线粒体基因组长度分别为14,905 bp,15,141 bp,14,908 bp。
相关数据结果显示:三个物种均存在trnK/trnD倒位现象;各基因特别是第三位点AT含量较高且多为碱基T偏斜;三个物种的tRNA二级结构基本一致,具有差异的区域主要集中在可变环、TψC环和DHC环区域,多为碱基转换形式;三个物种的rRNA二级结构基本一致,具有差异的区域主要集中在5’端;2.8种蚱总科与蝗亚目的其他三个总科的相关数据的比较分析,结果显示:蚱总科昆虫线粒体DNA长度较短,主要体现在控制区和PCGs水平上,rrnL和基因间隔区的长度在种间水平上变化较大;蝗亚目蛋白编码基因及其第三位点的AT%和AT-skew值多呈反比关系;蝗亚目N链基因具有碱基T和碱基C偏向性,而J链具有碱基G偏向性;在构成编码蛋白的氨基酸中,其种类多为疏水性氨基酸;蝗亚目线粒体基因组中存在多数长度较短基因重叠区,而基因间隔区长度变化较大,并在蚱总科中发现一段与其他蝗亚目昆虫不同的保守序列片段[ATTTCTTTT];蚱总科昆虫的trnAsp、trnGly、trnIle、trnLys 和trnCys二级结构的TΨC环比其他科昆虫小;同时,通过序列比对发现蚱总科昆虫在一些tRNAs中存在特殊保守序列;此外,与其他科物种不同,蚱总科物种的控制区中部无[TA]n结构,两段也无明显的 T-stretch 区域;3.利用28种直翅目昆虫,以及2种螽亚目昆虫的线粒体基因组蛋白编码基因,分别使用ML和BI法构建的系统发育关系支持蚱总科的单系性。
【分析】线粒体基因全分析及进化树的构建毕业论文
【关键字】分析1、前言（Introduction）英国《自然》杂志网络版2006年5月18日报道，科学家已对含有2.23亿个碱基对，占人类基因组中碱基对总量的8%左右的人类第一号染色体完成测序，宣告持续16年的人类基因组计划全部完成。
作为人类自然科学史上重要的里程碑，“人类基因组”的研究已从“结构基因组”阶段进入“功能基因组”阶段。
在人类基因组计划后相继推出的水稻基因组计划、马铃薯基因组计划、草鱼基因组计划等，和快速增长的微生物基因测序，“海量”的基因信息的积累，催生了“功能基因组”时代的来临。
针对充分利用“海量”基因组信息的生物信息学不仅应运而生，而且为以注释、阐明基因功和利用基因生物学功能的“后基因组时代”的研究发挥了重大作用。
生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得了蛋白质编码区的信息后,进行蛋白质空间结构的预测和模拟,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。
就是说,生物信息学的主要任务是组织和分析生物学数据,而生物学数据的分析离不开计算机算法的运用。
因此,可以说生物信息学是一门集生命科学、计算机科学、数学、物理学为一身的多学科交叉的前沿学科。
动物mtDNA属母系遗传，是共价闭合的双链DNA分子，核酸序列和组成比较保守，基因的排列顺序比较稳定而且紧密，无重组和单拷贝。
由于其结构和退化上的特点，mtDNA已成为研究动物起源退化以及群体遗传分化的理想对象。
昆虫mtDNA大小约为15．4~16．3kb，其基因组大小的变化受A+T-rich区长度变化的影响十分显著。
A+T-rich区(A+T丰富区)的长度最短为399 bp，最长达4601 bp，两者相差4202bp，前者见于Tricholepidion gertschi，后者见于黑尾果蝇Drosophila melanogaster。
昆虫线粒体基因组由2个rRNA基因(1rRNA和srRNA)、22个tRNA基因、13个蛋白编码基因[Cytb基因(细胞色素b基因，cytochrome oxidase b)，ATPase6和ATPase8(ATP酶亚基基因6和8，ATP synthase subunits 6 and 8)，COⅠ、COⅡ和COⅢ(细胞色素氧化酶亚基基因Ⅰ-Ⅲ，cytochrome oxidasesubunit Ⅰ-Ⅲ)，NDl-6和ND4L(NADH降解酶基因1~6和4L，NADH dehydrogenase subunit 1-6 and 4L)]，共37个基因和1个包含复制启动子的非编码区(A+T-rich区)组成。
线粒体COI基因在同翅目蚜科昆虫种类鉴定中的应用研究
线粒体COI基因在同翅目蚜科昆虫种类鉴定中的应用研究陈占秀;顾耘【摘要】The author researched phylogenetic relationship of ten kinds of insects (11 kinds of biological type) , by the MtDNA of COl gene sequence, including Myzus(Myzu smalisuctus Matsumura, Myzus persicae ( Sulzer) ) , Aphis (Aphis gossypii Glover, Aphis laburni Kaltenbach, Aphis robiniae Macchiati, Aphis citricola Van der Goot) , Rhopalosiphum{Rhopalosiphum maidis ( Fitch) , Rhopalosiphum padi ( Linn. ) ) ,Macrosiphum{Macrosiphum roswomm Zhang, Macrosiphum avenae (Fabricius) ) in Qingdao agricultural university insects laboratory in 2012. The results showed that 2195 primer can only to aphid Myzu and Aphis insects . The fragment length is 781 bp. System development relations based on the fragment is completely consistent to the traditional taxonomy. YC - 1 prime can divice insect of Rhopalosiphum and Macrosiphum . The fragment length is 433 bp. System devlelopment relations based on the fragment is completely consistent to the traditional taxonomy.%作者于2012年在青岛农业大学昆虫实验室内,采用MtDNA中的COI基因序列,对昆虫蚜科瘤蚜属中苹果瘤蚜Myzu smalisuctus Matsumura和桃蚜Myzus persicae (Sulzer),蚜属中的棉蚜Aphis gossypii Glover、花生蚜Aphis laburni Kahenbach、洋槐蚜Aphis robiniae Macchiati、和绣线菊蚜Aphis citricola Van der Goot的无翅和有翅型,缢管蚜属中的玉米蚜Rhopalosiphum maidis (Fitch)、禾缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linn.),以及长管蚜属中的月季长管蚜Macrosiphum roswomrn Zhang、小麦长管蚜Macrosiphum avenae (Fabricius)等10个物种的11个类型进行了系统学研究.研究结果显示,2195引物仅能对蚜属和瘤蚜属昆虫进行片段扩增,其片段长度为781bp,依此获得的系统发育关系与传统分类学完全相符.YC-1引物可用于长管蚜属和缢管蚜属中系统学研究,其片段长度为344bp,所反映的系统发育关系与传统分类学相吻合.【期刊名称】《青岛农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(029)004【总页数】6页(P261-266)【关键词】COI基因;蚜总科;系统发育关系;遗传;变异【作者】陈占秀;顾耘【作者单位】青岛农业大学农学与植物保护学院,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】S435蚜总科(Aphidoidea)是同翅目(Homoptera)昆虫中一个较大的类群，由卵生的球蚜总科(Adelgoidea)和卵胎生的蚜总科(Aphidoidea)构成［1，2］。
大蚕蛾科绢丝昆虫线粒体基因组A+T丰富区序列及其系统发育研究
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3. PCR扩增和测序
• 先扩增线粒体基因组上的经典片段，如COⅠ、COⅡ、 COⅢ、Cob等。 • 例：扩增COI基因片段 • 扩增引物为通用引物LCOI490（5’GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG-3’）和 HCO2198（5’TAAACTTCAGGGTGACCAAAAAATCA-3’）（Folmer et al , 1994）。反应体系为25μl，其中上下游引物各0.5μl， PCR MasterMix 12.5μl ，DNA模板3μl，ddH2O 8.5μl。 扩增反应条件：预变性94 ℃ 2分钟，变性94℃ 1分钟，退 火50 ℃ 1分钟，延伸72 ℃ 1分钟, 进行35个循环。取3μl PCR扩增产物使用1%的琼脂糖胶电泳检验。PCR产物测 序由上海生工生物工程技术服务有限公司完成。
• • • •
1. 采集标本及冷冻 利用高压汞灯及黑光灯诱集，然后将标 本低温冷冻致死，取一侧后足泡入无水乙 醇，置于-20度冰箱保存，供提取DNA。标 本展翅并保存，以待进一步形态鉴定。
2. DNA提取 • 总DNA提取试剂盒为德国默克公司 QIAGEN DNeasy Tissue kit。PCR试剂使 用TIANGEN天根生化科技有限公司生产的 PCR MasterMix。 • 将浸泡于无水乙醇中的足取出，晾干， 分成2-3段，放在1.5ul的离心管中。按照 QIAGEN DNeasy Tissue kit使用手册的说 明进行总DNA提取。抽提的DNA溶于200300ul的AE缓冲液，并置于在-20℃冰箱保 存备用。
6. 寻找tRNA及预测tRNA结构
• 用tRNAscan-SE Search Server 在线软 件，寻找tRNA，一次 可找出17-19个。其余 与其他昆虫线粒体进 行比对找出。 • 用DNAsis预测tRNA结 构，对于较为特殊的 tRNASer(AGN)，需手 工画出。
7. 预测12S及16S结构
昆虫线粒体基因组研究方法
一. 昆虫线粒体基因组的研究意义 • （一） 适合做进化生物学研究。被广泛用 于研究基因组结构和功能、群体遗传结构， 谱系地理学和各种分类学水平上的系统发 育关系研究。 • （二）功能基因的研究
二. 研究方法 • • • • （一）获取待研究昆虫的线粒体基因组 （二）对线粒体基因组结构进行分析 （三）与其他昆虫线粒体基因组进行比对 （四）进行系统发育分析
4. 设计引物，扩增其他片段 • 利用软件Primer5.0 设计引物，扩增其他片段。最 难扩增的片段是控制区（A+T-rich）。因为引物 很难设计，所以需要花费一些时间及精力。
5. 将所有片段拼接成完整的线粒体组（环形）
• 利用软件DNAstar对扩增好的各个片段进行 拼接。用Bioedit软件查看测序原始峰图， 校对各个碱基。将校对好的数据上传至 Genbank。获取Genbank的accession • number。
• 用软件XRNA进行预测。 预测不到的，用手工 画出。
8. 对特殊结构进行分析讨论
• 例：控制区的结构分析 • 在线软件 Mfold Web Server (Zuker, 2003; /?q =mfold)
9. 系统发育分析
• 用软件MEGA5.0ห้องสมุดไป่ตู้ RAxML,Paup4.0,mrba yes等软件进行分析
具体步骤
• • • • • • 1. 采集标本并冷冻 2. 提取DNA 3. 扩增线粒体基因组上的经典片段 4. 设计引物，扩增其他片段 5. 将所有片段拼接成完整的线粒体组（环形） 6. 校对数据，利用软件、比对等方法，标出tRNA、 16S、12S及13个蛋白质基因的位置，上传线粒 体基因组数据至Genbank。 7. 对tRNA进行结构预测 8. 对12S及16S进行结构预测 9. 对该昆虫线粒体基因组上特殊位置进行讨论 10. 系统发育分析