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1、成绩中国农业大学课程论文论文题目：分子生物学技术在昆虫分类中的应用课程名称：植物保护学科前沿任课教师：彭友良班 级：植物保护11班学 号：SY13010062姓 名：卫玉锋分子生物学技术在昆虫分类中的应用摘要：随着科学技术的发展,生物技术已越来越多地被应用在昆虫分类学研究中。本文概述了核酸序列分析、RAPD、RFLP、分子杂交、SSCP及DSCP等生物技术在昆虫分类研究中的应用情况,并展望了分子生物学技术在昆虫分类研究中的前景。关键词:分子生物学技术;昆虫分类目前,已经定名的昆虫有100多万种,占已知动物的2/3,但是全世界仍约有90%的昆虫是未知种[1]。随着科学技术的进步以及
2、各个学科的交叉渗透,已有200多年历史的昆虫分类学也获得了极大的发展,特别是现代生物技术的应用更加速了昆虫分类学发展的步伐。长期以来,昆虫分类主要是以外部形态特征为依据。因为外部形态特征较为直观,且容易掌握,而根据昆虫的形态特征作为分类依据在目等分类单元中可以很好的反映物种的分类地位。但是,在小的分类单元,如属、族、种内则不容易确定物种的分类地位,再到种群、生态型则更难确定分类地位。20世纪70年代以来,先后出现了核酸序列分析、随机扩增多态性DNA(RAPD)、限制性片段长度多态性(RFLP)、分子杂交技术、单链构象多态性(SSCP)及双链构象多态性(DSCP)技术等多种现代分子生物学
3、技术,极大的促进了昆虫分类学的发展。1研究及应用现状1.1核酸序列(线粒体DNA和核糖体DNA)分析技术线粒体DNA为双链闭环分子。昆虫的线粒体DNA大小为1514～1613kb,其中含有编码2个核糖体RNA(12SrRNA,16SrRNA)、22个tRNA、1个细胞色素b、3个细胞色素氧化酶(COI、COII、COIII)、6个NADH降解酶(ND1～6)和2个ATP酶(6和8)的基因[2]。目前,通常用于昆虫分类研究的基因有以下几种:16SrRNA、细胞色素b、ND2、COI、COII等。潘兴丽等以线粒体细胞色素b(Cytb)基因作为分子标记,首次对缘蝽科4亚科14种昆虫进行序列测
4、定,获得Cytb基因412bp的序列片段。以筛豆龟蝽为外群构建系统发育树,表明在亚科级关系上,姬缘蝽亚科最原始,蛛缘蝽亚科次之,巨缘蝽亚科和缘蝽亚科亲缘关系较近[3]。姚银花等通过对我国大螟Sesamiainferens9个地理种群的线粒体DNACOII基因的测序,并分析了大螟不同地理种群之间的COII序列的遗传分歧及相似性,同时建立其系统发育关系[4]。核糖体DNA是编码核糖体RNA的基因,是一类中度重复的DNA序列,以串联多拷贝形式存在于染色体DNA中。每个重复单位由非转录间隔区(NTS)、转录间隔区(ITS)和3种RNA(18S、518S、28SRNA)基因编码区组成[5]。由于
5、rDNA是生物界普遍存在的遗传结构,具有多拷贝性、编码区保守、转录间隔区中度保守等优点,因而在个体及群体内有较好的均一性,少量样品能有效代表其来源群体的rDNA的变异情况。因此,rDNA已成为生物系统进化研究中一个非常有用的分子标记[6]。Flook和Rowell测定了29种多新翅类(Polyneoptera)昆虫的18SrDNA的全序列,并结合Gen2Bank数据库中的8种其它昆虫的18SrDNA全序列,重建了传统的古翅亚部(Palaeoptera)和新翅亚部(Neoptera)昆虫的系统发育,其结果支持直翅目的单系性[7]。刘殿锋等人测定了斑腿蝗科(Catantopidae)10亚
6、科20种蝗虫和其它蝗科3种蝗虫的线粒体16SrDNA部分序列,并从GenBank中下载了蝗亚目(Locustodea)15个种的16SrDNA相应序列片段,构建了系统发育树,但分子系统学研究结果和基于形态特征的斑腿蝗科传统分类结果有很大的不同[8]。1.2RAPD和RFLP技术RAPD技术是由美国杜邦公司的科学家Williams和加利福尼亚生物研究所Welsh两个研究小组在1990发展起来的以PCR为基础的一项DNA分子水平上的大分子多态检测技术[9]。其原理是用随机序列的9-10个核苷酸的引物对基因组的DNA进行PCR扩增,再进行电泳分离与溴化乙锭染色。RAPD技术具有简便、快捷、灵
7、敏、多态性检出率高、所需DNA量少等特点,因此被迅速用于个体和品系鉴定、基因的多态分析、基因定位、构建遗传图谱、标记辅助选择和种间遗传分析等领域的研究。目前RAPD技术已成为昆虫遗传图谱构建中的一种普遍方法,该技术一出现,就被用于蚊虫的分子系统学研究。南宫自艳等采用RAPD技术,分析了5种松毛虫10个地理种群的种群内、种群间的遗传多样性,检测和描述在不同地理环境条件下的松毛虫种群的遗传结构和变异情况,为松毛虫的综合防治提供有效的依据[10]。赵
