《囓蟲目昆蟲線粒體基因組結構與進化及其系統發育研究》是依託中國農業大學，由李志紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：囓蟲目昆蟲線粒體基因組結構與進化及其系統發育研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：李志紅
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目套用新平台測序技術實現囓蟲目Psocoptera（Insecta）代表性種類的線粒體基因組較大規模測序，分析其線粒體基因組特徵，明確該目不同種類昆蟲線粒體基因組重組和基因重排機制，分析該目昆蟲線粒體基因組的進化特點，系統歸納和比較研究該目不同種類間線粒體基因組的相似性和差異性。在此基礎上，研究並揭示三個層次的系統發育關係，即囓蟲目3亞目間高級階元系統發育關係、囓蟲總目（Psocodea）即囓蟲目與虱目Phthiraptera間的系統發育關係、囓蟲目在昆蟲綱中的分類地位。本項目將在昆蟲線粒體基因組學領域取得原創性重要成果，進一步促進線粒體基因組進化及物種系統發育研究的發展。
結題摘要
囓蟲目Psocoptera昆蟲，也稱囓蟲，是昆蟲綱中較為原始的類群，全世界目前記述有3個亞目。囓蟲目昆蟲由於其線粒體基因組結構的獨特性，對於研究線粒體基因組重排及比較線粒體基因組學研究有重要意義。本研究在前人積累的豐富囓蟲樣品的基礎上，聯合國外相關專家，對囓蟲目線粒體基因組展開更加深入的研究。 本研究進行了囓蟲樣品的補充採集和收集工作，累計收集到可以套用於線粒體基因組研究的囓蟲涉及3亞目12屬28種33個地理種群。本研究首次開發設計了一套完整的囓蟲線粒體基因組測序的實驗技術體系，並利用二代測序結合一代測序的方法，測得27個（22種和27個地理種群）線粒體基因組。本研究發現了書虱屬多環線粒體基因組現象，即在書虱屬中發現了單環、兩環和三環的線粒體集基因組組成形式；其中嗜卷書虱不同地理種群線粒體基因組線上粒體基因組結構和基因排列等方面有很大差異，研究組結合系統發育分析成功解決了嗜卷書虱中的隱存種問題。 本研究對得到的線粒體基因組數據進行了深入分析，完成數據多重比對後，結合已發表數據首次構建齧總目系統發育樹。通過對系統發育樹進一步分析，得到各類群的系統發育關係。其中，囓蟲目下的粉齧亞目與虱目構成姐妹群，也說明囓蟲目是一個並系群。而另外兩個亞目（竊齧亞目和齧亞目）聚類在一起，且每個亞目都形成了自己的單系群。本研究利用貝葉斯分析方法，同時結合已有的系統發育分析結果與世界上已報到的囓蟲目化石和系統發育結論，對齧總目昆蟲的分歧時間進行了計算。分子鐘的結果表明，齧總目的分化是從一億三千萬年前開始的。其中，書虱科的分化是從八千萬年前開始的；虱目的分化與形成是從一億兩千萬年前開始，且與哺乳動物的出現密切相關；竊齧亞目和齧亞目的分化是從近五千萬年前開始，且可能與不同地質時期造成的氣候和生物因素的變化相關。
