细胞遗传分类方法主要是通过对昆虫的染色体数目与 形态、染色体分组型式、性染色体位置、C 带 － 带型及其组 分、异染色质总含量以及染色体减数分裂行为模式等方面特 征的比较分析，来鉴别昆虫的种类［3］。对于不同的类群，染 色体反映在分类阶元中的差别作用也不相同，但无论是何种 阶元水平，染色体在近缘种的比较和谱系关系的建立上显示 了其优越性。 1． 1 核型分析 核型即染色体组型，指个体或一群有亲缘 关系的个体所特有的染色体组，其研究和比较分析是细胞分 类学工作的主要内容之一。一般将染色体数目的多少作为 科级水平染色体进化的一项重要指标。核型分析在直翅目 （ Orthoptera） 蝗总科研究中已经有所应用，吴昌谋提出核型 进化距离可以作为研究动物分类与进化的重要参数，并且通 过对 10 种蝗虫的核型数据分析，说明核型近似系数与进化
术检测遗传的多态性、DNA 的同源性和 mRNA 的差异来鉴 别昆虫的近缘种以及地理种群。如 Collins 用 DNA 探针杂交 鉴定按蚊属近缘种类［13］； 牛玲玲将 DNA 探针用于中华按蚊 和嗜人按蚊的 分 类 研 究 等［14］。可 以 预 见，未核酸分子杂交技术来筛选获得。 3． 3 限制性片段长度多态性技术 限制性片段长度多态 性技术（ Restriction fragment length polymorphism，RFLP） 是指 用限制性内切酶处理不同的 DNA，产生不同长度的限制性片 段所呈现的多态现象。可根据酶切图谱，计算类群之间的遗 传距离，构建系统树。该方法既可以进行近缘种及种内群体 间的比较，同时也可以进行远缘物种的比较，主要用于构建 基因组连锁图谱及确定物种间的亲缘关系。RFLP 的优点在 于它能直接发现同源染色体上核苷酸碱基序列的差异，与传 统的形态学和生物化学标记不同的是，RFLP 分析与基因表 达无关。RFLP 数量多，受环境和遗传背景影响小，在发育过 程中稳定［15］。由于每个 RFLP 位点上的同等位基因是遵循 孟德尔遗传规律，因此 RFLP 标记可以用传统基因同样的方 式进行遗传分析。可以把基因位点归入连锁群，在连锁群中 的每个位点都至少可以和连锁群中的一个其他位点连在一 起，在连锁群中标记之间的顺序和遗传距离都可以估算出 来，产生一个 RFLP 连锁图。只要在连锁图上定位与一个特 定表型性状的基因，首先要在作图群体的个体中测量该性 状，然后再寻找 RFLP 标记位点与性状之间的关系。只要是 与 探 针 片 段 有 高 度 同 源 性 的 DNA 片 段 就 可 以 被 检 测 出 来［16］。当然 RFLP 技术也存在许多局限性： 现有的限制性内 切酶不可能检出所有的核苷酸改变、酶切所产生的不同长度 的酶切片段，所能提供的多态信息量有限，工作量较大，持续 时间较长，国内试验材料及设备器材尚有许多未尽如人意之 处等。
昆虫经过约 3 亿 8 千万年的演化，已经发展成地球上种 类繁多、数量巨大、分布广泛的动物类群之一［1］。全世界约 有昆虫 1 000 多万种，目前已发现、定名的昆虫约 100 多万 种，面对如此繁多的昆虫，认识它们需要一个正确的方法，所 以昆虫分类学应运而生。昆虫分类学是研究昆虫种类鉴定、 命名及描述其系统发育和进化的科学［2］。昆虫分类学科自 产生至今已有 200 多年的历史，随着时代的变迁与科学技术 的发展，其他学科的渗透支持，一直在不断地进步发展。传 统的分类学主要从形态解剖特征、生物学性状及地理学信息 的角度入手，然而在庞大复杂的昆虫王国面前，这些传统的 分类方法遇到了诸多挑战，如对一些近缘种就很难确定其正 确的分类地位。20 世纪 70 年代以来，分子生物学迅猛发展， 并广泛应用于昆虫分类领域，极大地促进了昆虫分类学在分 子水平上的发展。笔者主要对分子水平上的昆虫分类方法 与技术进行归纳总结、分析研究。 1 遗传学分类法
The Research Progress of Insect Classification in Molecular Level LIU Mei-jia et al （ Gold Mantis school of Architecture and Environment，Soochow University，Suzhou，Jiangsu 215123） Abstract The insect classification is the foundation of studying the differences between insect species and is the essential method of studying the insect evolution． Along with the molecular biology technology’s swift development，the insect classification also had made a very big progress in the molecular level’s research in recent years． The study progress of insect technology at the molecular level was summarized from the perspectives of the sciences of genetics，biochemistry and molecular biology level． Key words Insect classification； Classification technique； Molecular level
作者简介 收稿日期
刘美佳（ 1988 － ） ，女，浙江东阳人，硕士研究生，研究方向： 农业昆虫与害虫防治，E-mail： xunyizi217@ 126． com。* 通讯 作者，教授，硕士生导师，从事昆虫分类研究，E-mail： caip@ suda． edu． cn。 2011-04-11
距离反映了物种间的亲缘关系和进化演进［4］。 1． 2 带型分析 染色体分带是 20 世纪 60 年代后期发展起 来的一项细胞学技术，借助于某些物理、化学处理使中期染 色体显现出深浅不同的带纹，各物种的每一条染色体其带纹 的数目、位置、宽度及深浅度都能具有相对的恒定性。带型 研究提供的信息不断丰富原有的分析资料，使得分类学家们 能够更加精确地比较分类单元之间的异同，进而研究近缘种 之间、种内亚种之间、种内不同种群之间的细胞学特征，并对 物种形成、分化等一系列问题进行探讨［3］。 1． 3 染色体行为分析 在运用核型及带型特征进行分析 的同时，在各类群亲缘关系及系统演化方面也运用了染色体 的行为特征，尤其是减数分裂中染色体的行为，如细胞减数 分裂的类型（ 是否为交叉型） 、同源染色体的聚集形态、杂交 后代细胞分裂时同源染色体的配对情况等［3］。我国直翅目 昆虫染色体行为分析在蝗总科昆虫中研究较多，在其他类群 中也见有一些零星的报道［5］。 2 生物化学分类方法 2． 1 同工酶电泳 20 世纪 70 年代以来，生物化学研究手 段逐渐进入分类学的各个领域，特别是同工酶的研究已成为 鉴定物种和种间亲缘关系等方面的重要方法。一方面，昆虫 是研究同工酶的理想材料； 另一方面，同工酶是研究昆虫的 遗传变异、物种进化及种属鉴定的重要生化手段。通过同工 酶研究，可以由生化特征的差异来推测物种乃至属、族、亚科 等高级分类阶元在基因水平上的异同，进而可推测其亲缘关 系和进化地位［6］。同功酶是功能相同结构不同的一组酶，它 们主要是由不同等位基因或不同基因位点编码的。由于其 结构中氨基酸序列或组成有差异，所以同工酶的电泳迁移率 也存在着差异。同工酶的分离方法有电泳法、层析法、酶学 法和免疫学法等。同工酶能较好地反映不同昆虫之间的遗 传差异，具有可靠的生理特性和物种遗传性，对物种鉴别具 有重要的参考价值。应用聚丙烯酰胺凝胶电泳（ PAGE） 技 术，研究不同分类单元之间物种在基因水平上的不同，从而 推断其亲缘关系和进化地位。国内外许多学者曾先后对鳞 翅目（ Lepidoptera） 、半翅目、鞘翅目（ Coleoptera） 、膜翅目、直
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39（23） ：14146 － 14148
责任编辑 陈玉敏 责任校对 卢瑶
昆虫分类在分子水平上的研究进展
刘美佳，蔡 平* （ 苏州大学金螳螂建筑与城市环境学院，江苏苏州 215123）
摘要 昆虫分类是研究昆虫物种之间差异的基础，是研究昆虫进化的必要手段。近年来，随着分子生物技术的飞速发展，昆虫分类在分 子水平上的研究也取得了很大的进步。主要从遗传学、生物化学及分子生物学层面分析归纳了昆虫分类技术在分子水平上的研究 进展。 关键词 昆虫分类； 分类技术； 分子水平 中图分类号 Q 95 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（ 2011） 23 － 14146 － 03
39 卷 23 期
刘美佳等 昆虫分类在分子水平上的研究进展
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翅目、双 翅 目 （ Diptera） 、同 翅 目 （ Homoptera） 、蚤 目 （ Siphonaptera） 及虱目（ Anoplura） 昆虫的同工酶进行了研究。 2． 2 表皮碳氢化合物 利用气象色谱技术或气质 － 质谱 联用技术对昆虫表皮中碳氢化合物进行分析，并以此为依据 对昆虫进行分类鉴定是近十年来昆虫分类学发展的一个方 面，主要用于近缘种及种群的研究。昆虫表皮中的碳氢化合 物是指存在于昆虫上表皮中的碳数为 20 ～ 50、直链或支链、 饱和或不 饱 和 的 长 链 烃 类，是 昆 虫 表 皮 蜡 层 中 的 主 要 成 分［7］，其组分和含量即使在亲缘关系很近的种之间也存在着 明显 的 差 异。崔 可 伦 利 用 表 皮 碳 氢 化 合 物 对 淡 色 库 蚊 （ Culexpipiens pallens） 和致倦库蚊（ C． quinque fasciatus） 进行了 鉴别，并分析了我国海南省不同地区不同季节大劣按蚊的表 皮碳氢化合物，认为属同一种［8 －9］。Anyanwu 等应用气液色 谱技术对所属冈比亚按蚊（ Anopheles gambiae） 复合体的 2 个 种（ A． gambiae s． s． 和 A． arabiensis） 的单个幼虫的表皮碳氢 化合物特征进行分析，结果表明对这 2 种幼虫辨别的准确率 可达 95%［10］。此外，表皮碳氢化合物还用于系统发育关系 的研究，如 Lockey 和 Metcalfe 研究了 22 个种拟步甲，根据表 皮碳氢化合物各组分含量的统计分析结果，构建了 22 个种 的系统发育关系树，结果支持了 Lockey 早期的工作，即碳氢 化合物特征越相似的种亲缘关系越相近［11］。 3 分子生物学分类方法