鳞翅目昆虫线粒体DNA的研究进展*

 线粒体DNA（mtDNA）具有母性遗传,缺乏重组和进化速度快等特点,是研究鳞翅目昆虫系统学常用的分子标记。分析了鳞翅目昆虫线粒体DNA的结构特点,并就近年来对鳞翅目昆虫中进行过mtDNA研究的基因片段进行了简要综述,旨在为今后鳞翅目昆虫学研究提供参考。     

DNA多态性研究在昆虫生态学中的应用(综述)

DNA多态性,如限制性酶切长度多态性,DNA指纹谱,随机扩增DNA多态性等,作为分子遗传标记已广泛用于生态学、分类学以及进化生物学研究。本文介绍线粒体及基因组DNA多态性在昆虫研究中的应用,如生殖行为、社群结构、种群遗传分化、种系鉴别及系统分类等领域。     

动物线粒体基因与进化研究进展

与动物细胞核DNA相比,线粒体DNA在遗传上具有自主性,很容易从组织中提取,且重复性好。线粒体基因组遗传特点的研究,已成为真核生物分子遗传学、发育生物学和分子系统进化领域中的一个重要模式体系。通过分析线粒体基因组的结构成分和遗传特点,阐述了线粒体DNA在进化遗传学方面的应用。     

DNA条码技术在上海辰山植物园10种灯诱夜蛾科昆虫种类鉴定中的应用

为检验DNA条码技术在鳞翅目夜蛾科昆虫种类鉴定中的应用效果,通过提取43条上海辰山植物园夜蛾科昆虫的基因组DNA,并通过PCR扩增线粒体细胞色素氧化酶I(COI)序列进行Blast分析,计算种间遗传距离和种内遗传距离,并采用邻接法构建系统发育树。结果表明,43个鳞翅目夜蛾科昆虫样本属于10个种,种间遗传距离介于0.069 8～0.116 3之间,种内遗传距离介于0～0.001 5之间,二者之间并未重叠;聚类分析表明,同种和不同种类昆虫分别在系统发育树上形成同一进化支和独立的多条进化分支。因此,DNA条码技术可作为辅助工具,应用于鳞翅目夜蛾科昆虫种类鉴定。     

蝗虫线粒体DNA(mtDNA)研究概况

线粒体DNA（mtDNA）具有快速进化、不易发生突变等独特的优点，正成为昆虫系统发育、种群遗传变异与分化研究和近缘种、种下分类单元鉴定的理想工具之一。文中介绍了应用线粒体DNA研究蝗虫物种起源与分化、系统发育、遗传多样性及体色分化等方面的进展概况。     

线粒体DNA基因序列在昆虫分子系统学研究中的应用

线粒体DNA基因序列是研究昆虫属、种间系统发育理想的分子标记,其中12SrRNA、16SrRNA、COⅠ、COⅡ和ND5是应用频率最多的分子标记。综述了在昆虫分子系统学中应用较广的线粒体DNA标记基因及其研究范围和进展,分析了线粒体DNA的昆虫样本、标本的保存以及在应用中存在的问题。     

牛、羊、马及鹿科动物母系起源和父系起源研究进展

线粒体DNA和Y染色体是哺乳动物母系起源和父系起源的重要分子遗传标记。哺乳动物线粒体DNA在母系起源中的研究主要集中在Cytb基因、D-Loop区、12Sr RNA和16Sr RNA,而利用线粒体DNA全序列进行起源进化的研究则相对较少。Y染色体在父系起源中的研究主要围绕在Y染色体多态性研究、Y染色体微卫星研究、Y染色体基因拷贝数3各方面。本文就近年来线粒体DNA和Y染色体在母系起源、父系起源中的研究现状进行综述,为哺乳动物起源进化的研究提供理论依据。     

rDNA和mtDNA在昆虫系统发育与区系研究中的应用

核酸序列分析技术在昆虫系统发育与区系研究中的应用较为广泛。根据近期国内外的研究,详述核糖体DNA(rDNA)序列,线粒体DNA(mtDNA)序列以及其他较保守基因序列在昆虫系统发育与区系研究中的应用。     

线粒体DNA在昆虫系统学研究中的应用

综述了 mt DNA的组成和各部分的进化特点 ,以及它们用于昆虫系统学研究的优点。mt DNA进化快的 CO ～ CO 、ND5和 A+T- rich区部分适合亲缘关系较近类群的系统学研究 ,进化慢的 12 s r DNA、16 s r D-NA和 ND1、ND2部分适合亲缘关系较远类群的系统学研究。并对 m t DNA在昆虫系统学研究中的应用前景作了展望 ,提出了存在的问题     

线粒体DNA的遗传与动物进化研究

 大多数学者认为脊椎动物的线粒体DNA遗传是严格的母系遗传,因而mtDNA分析成了动物进化研究中广泛采用的分类工具,为了和严格母系遗传相一致,以至于“精子线粒体被删除丢失”的说法被人视为存在而得以传播,因为这种说法支持了人类起源于非洲的“非洲夏娃”理论模式。而且线粒体母系遗传模式在假说争论中从未受到真正挑战。本文通过阐述动物线粒体DNA母系遗传假说在动物进化研究中的不严谨性,推测脊椎动物的线粒体DNA的遗传可能不是严格的母系遗传,而是一种随机性的遗传方式。     

Nuclear and mitochondrial DNA comparisons reveal extreme rate variation in the molecular clock

The discovery that the rate of evolution of vertebrate mitochondrial DNA is rapid, compared to the rate for vertebrate nuclear DNA, has resulted in its widespread use in evolutionary studies. Comparison of mitochondrial and nuclear DNA divergences among echinoid and vertebrate taxa of similar ages indicates that the rapid rate of vertebrate mitochondrial DNA evolution is, in part, an artifact of a widely divergent rate of nuclear DNA evolution. This disparity in relative rates of mitochondrial and nuclear DNA divergence suggests that the controls and constraints under which the mitochondrial and nuclear genomes operate are evolving independently, and provides evidence that is independent of fossil dating for a robust rejection of a generalized molecular clock hypothesis of DNA evolution.     

线粒体DNA12SrRNA、16SrRNA研究进展

动物线粒体DNA是共价闭合的环状双链DNA,在真核生物具有高保守性,使其成为了研究物种进化的一种常用的标记,并为线粒体起源提供了有价值的线索.通过动物线粒体DNA从分子水平上研究类群的系统关系,获得种群遗传多态性的资料及建立种群遗传标记,对类群系统关系研究有重要意义.     

鸟类线粒体DNA控制区研究进展

控制区是线粒体DNA的非编码区,进化速度快,是研究鸟类种系发生最常用的分子标记之一。笔者综述了近年来鸟类线粒体DNA控制区的长度变异、结构分区、重复控制区及控制区基因排列顺序4个方面的研究进展,为相关研究提供了参考。     

Rates of evolution in ancient DNA from Adélie penguins

Well-preserved subfossil bones of Adélie penguins, Pygoscelis adeliae, underlie existing and abandoned nesting colonies in Antarctica. These bones, dating back to more than 7000 years before the present, harbor some of the best-preserved ancient DNA yet discovered. From 96 radiocarbon-aged bones, we report large numbers of mitochondrial haplotypes, some of which appear to be extinct, given the 380 living birds sampled. We demonstrate DNA sequence evolution through time and estimate the rate of evolution of the hypervariable region I using a Markov chain Monte Carlo integration and a least-squares regression analysis. Our calculated rates of evolution are approximately two to seven times higher than previous indirect phylogenetic estimates.     

Population size does not influence mitochondrial genetic diversity in animals

Within-species genetic diversity is thought to reflect population size, history, ecology, and ability to adapt. Using a comprehensive collection of polymorphism data sets covering approximately 3000 animal species, we show that the widely used mitochondrial DNA (mtDNA) marker does not reflect species abundance or ecology: mtDNA diversity is not higher in invertebrates than in vertebrates, in marine than in terrestrial species, or in small than in large organisms. Nuclear loci, in contrast, fit these intuitive expectations. The unexpected mitochondrial diversity distribution is explained by recurrent adaptive evolution, challenging the neutral theory of molecular evolution and questioning the relevance of mtDNA in biodiversity and conservation studies.     

伏牛白山羊mtDNAD—loop序列多态性和系统进化分析

为研究河南省伏牛白山羊的遗传多样性和系统进化,试验测定了该品种8个个体的线粒体控制区全序列,结果表明,山羊控制区线粒体控制全序列长度为1212bp或1213bp,A T含量占60.1%,其中40个核苷酸位点存在变异(约占3.30%),核苷酸多样度为1.562%,这些差异共定义了7种单倍型,单倍型多样性为0.964,表明中国山羊品种遗传多样性丰富。根据伏牛白山羊序列和GENBANK两条野山羊序列构建了NJ分子系统树,聚类表明,伏牛白山羊和角骨羊单独聚在一枝上,二者亲缘关系较近,伏牛白山羊可能起源于角骨羊。     

利川马mtDNA Cytb基因遗传多态性分析

利用PCR和生物信息技术,对22匹利川马线粒体DNA Cytb基因全序列的遗传多态性及系统进化进行了分析.结果发现,利川马的Crtb基因全序列为1140 bp,并且检测到9种单倍型和26个核苷酸多态位点,约占所测核苷酸总长的0.53%.利川马mtDNA Cytb基因单倍型多样度为0.840 0,核苷酸多样度为0.0486.表明利川马mtDNA Cytb基因遗传多态性较丰富.根据mtDNA Cytb基因序列构建的NJ树,发现利川马是多起源的物种.     

宁夏束颈蝗Cytb基因的Numt分析

核线粒体假基因Numt（Nuclear Mitochondrial pseudogene）的存在具有重大的进化意义,它为基因组进化和基因组间相互作用的动态研究打开了一个窗口。假基因是基因组上与编码基因序列非常相似的非功能性基因组DNA拷贝,一般情况都不被转录,且没有明确生理意义。Numts由于处于不同的突变压力下,与真正的线粒体序列相比具不同的进化模式,其进化速率比线粒体同源基因要慢的多,类似分子化石,在核苷酸序列上更接近现存mtDNA的祖先状态。本研究在前几年研究的基础上,通过PCR技术,旨在发现宁夏束颈蝗核基因组中所存在的线粒体Cytb基因的假基因（Numt）。通过对PCR产物的检测,推断宁夏束颈蝗存在Numt,在对目标片断进行测序并利用GeneBank的BLASTn序列比对后确定序列特征,进一步确定Numt的实验正在规化进行中。预期本研究的结果将为Numts来源和机制,基因组进化和基因组间相互作用、系统进化、横向基因转移和核序列突变等研究提供实验基础。     

网纹蟒非入侵式采样和线粒体基因组分析

采用非入侵式采样,提取网纹蟒Python reticulatus粪便和新鲜蛇蜕的基因组,探讨非入侵式采样在蛇类研究中的可能性。利用聚合酶链式反应（PCR）测定和拼接网纹蟒线粒体基因组全序列,结合GenBank中蟒科Pythonidae线粒体基因组全序列,对蟒科物种进行比较分析。结果发现:蛇蜕中提取的DNA优于粪便,液氮处理能提高DNA质量浓度。网纹蟒线粒体基因组全长17 641 bp,基因排布和结构同蟒科物种一致,但部分基因起始密码子和终止密码子存在差异。根据系统发育树分析推测,与蚺科Boidae相比,蟒科和闪鳞蛇科Xenopeltidae进化关系更接近。对蛇类物种进化过程的分析发现:热点区域存在2个相似度非常高的控制区,系统树上的拓扑结构呈簇状排列,推测2个控制区的结构来源于一个祖先。这种种内进化的模式为协同进化。