题目：云南卡蝗、斑腿勐腊蝗与柯氏蝗线粒体基因组序列测定与分析

长期以来，直翅目学者都在探讨直翅目各类群之间的系统发育关系。虽然螽亚目和蝗亚目的单系性目前已被接受，但有的学者认为二者具有不同的分类等级；动物线粒体基因组由于它自身的一些特点，成为了研究基因组结构、功能和进化的最佳模型。目前GenBank收录的后生动物线粒体基因组1537种，其中昆虫纲116种。本研究采用了长PCR与嵌套PCR相结合的方法，对直翅目蝗总科的云南卡蝗（Carsula yunnana ），斑腿勐腊蝗（Menglacris maculata）和柯氏无翅蝗（Zubovskia koeppeni）3种昆虫线粒体基因组进行了序列测定、组装和注释及结构分析。通过联合GenBank收录已测昆虫线粒体基因组数据和本实验室的已测直翅目昆虫，采用系统发育学研究方法，对直翅目昆虫系统发育关系进行研究，探讨不同联合数据集基因系统发育有效性。主要结论如下：
1、云南卡蝗、斑腿勐腊蝗和柯氏无翅蝗线粒体基因组长度分别为15 444 bp、15 602 bp、15 815 bp；都编码13个蛋白质基因（COⅠ、COⅡ、COⅢ、ATP6和ATP8；ND1、ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6和Cyt b），2个rRNA（lrRNA和srRNA），22个tRNA基因和一个A+T富集区。
2、云南卡蝗、斑腿勐腊蝗和柯氏无翅蝗线粒体基因组碱基组成均具有A/T偏向性，其中，斑腿勐腊蝗偏向性程度最低，A+T含量为74%，云南卡蝗最高，A+T含量为76.1%。
3、云南卡蝗、斑腿勐腊蝗和柯氏无翅蝗3个物种中发现COⅠ和ND5基因的起始和终止密码子存在异常。斑腿勐腊蝗COⅠ基因的起始密码子为ACC，终止密码子方面云南卡蝗和柯氏无翅蝗ND5基因为不完整的终止密码子，分别是TA和T。分析发现其它直翅目昆虫的蛋白质COⅠ基因起始密码子异常和不完整的终止密码子比较常见。
4、云南卡蝗、斑腿勐腊蝗和柯氏无翅蝗3个物种的tRNASer（AGN）均缺失DHU臂，其余的tRNA基因均能形成典型的三叶草型二级结构。22个tRNA基因均存在一定数目的碱基错配现象，而且绝大部分为G-U错配。
5、云南卡蝗、斑腿勐腊蝗和柯氏无翅蝗3个物种的lrRNA和srRNA全序列的二级结构进行了预测，结合已发表的蜜蜂、疑钩额螽等共10种昆虫lrRNA和srRNA全序列的二级结构比较发现，rRNA二级结构比较保守，只在序列两端差异较明显。
6、22种直翅目昆虫的AT富含区域的长度不等，AT含量也从66.8%（驼螽）到87.3%（威廉姆剑角蝗）不等。比较发现蝗总科昆虫普遍存在保守模块BlockA，BlockB，BlocE1,BlocE2.其中BlocE1,BlocE2共同组成了轻链复制起始相关的二级茎环结构。螽亚目昆虫的保守模块不明显。
7、利用线粒体基因组蛋白质编码基因对直翅目昆虫进行系统发育分析，绝大多数结果都支持直翅目中的蝗亚目和螽亚目分别为一个单系群。所有的结果都支持螽亚目中的螽蟖总科为一个单系群。在蝗总科的7个科中，日本蚤蝼位于基部分支，是祖先类群，锥头蝗科和瘤锥蝗科关系较近。斑翅蝗科显示出单系性，但斑腿蝗科、剑角蝗科和网翅蝗科的几个物种互相交替相聚，本研究不支持其各为单系群。