● 摘要
网翅蝗科Arcypteridae是蝗总科中的一个较大的类群，分布于世界各地。我国已知4个亚科47个属223种，广泛分布于全国各地，主要分布于古北区，东洋区相对较少。它是中国昆虫分类专家基于中国蝗虫区系特点而创建的一个科级分类单元，不同学者对这一类群的分类归属意见各不相同，尤其是和国外的分类学者在部分种、属级、亚科级分类单元归属方面之间存在着很大的争议。虽然前人从细胞学、形态学、发音机制、分子生物学等角度对此作了许多研究，但是总体上研究的不够深入，依然存在许多分歧。
本研究采用PCR产物直接测序法测定了2亚科31种网翅蝗科昆虫及1种癞蝗（外群）的线粒体基因Cyt b和16SrRNA、核基因28SrDNA的部分片段序列以及线粒体COII全序列，使用ClustalX1.83进行序列比对，MEGA V2.1进行序列组成分析，对线粒体基因Cytb、COII数据集按照蛋白质基因密码子第一、二、三位点划分子集，16SrRNA数据集按照RNA基因的不同功能域划分茎区和环区子集，按照蛋白质基因、线粒体基因及核基因同线粒体基因联合组成联合数据集:COII&Cytb，16SrRNA&Cytb&COII，16SrRNA&Cytb&COII&28SrDNA，并对各数据集及其子集进行了数据探索研究。在PAUP *4.0b10(PPC)中采用NJ法、MP法、ML法以及在Mrbayes V3.0中的贝叶斯系统发育推论(BI)法进行系统发育关系重建，得出以下结论：
1. 31种网翅蝗科昆虫3线粒体基因Cytb、COII及16S rRNA具有昆虫线粒体所具有的高A+T含量，三基因片段分别为73.6%、71.0%与67.6%；从变异位点数目来看，COII的数目最多，Cytb次之，16SrRNA的较少。而核28SrDNA非常保守，全部509个位点只有44个（不含外群）、72个（含外群）的变异位点, 28S rDNA 的A+T含量只有30.5%，其中G的含量高达35.0%，与线粒体基因之间存在着明显的区别。
2.数据探索研究结果如下：
①碱基频率偏向性χ2 (Chi-square)检验表明Cytb和COII的第三位点在分类单元间存在碱基组成偏向性；② 碱基替换饱和性分析发现 16SrRNA的环区及COII、Cytb的第三位点存在替换饱和现象；③ PTP检验揭示四个数据集及其子集、联合数据集都含有显著区别于随机信号的系统发育信息。④ g1检验显示线粒体COII基因系统发育信号最强，其次为16SrRNA，Cytb，而以核基因28SrDNA最弱（g1=-0.5096），基本与Cyt b（ g1=-0.5185）的相当。联合数据集的检验结果表明线粒体基因联合发育信号得到增加，但核基因和三线粒体基因联合不如线粒体三基因联合信号强，这暗示了信号的叠加效应在遗传连锁的基因间会很明显。⑤ ILD检验昭示线粒体基因间不存在异质性，但是三线粒体联合数据集与核基因之间存在异质性，说明它们之间不相合。
3. 采用四种方法对线粒体基因四个数据集以及各联合数据集分别构建MP、ML、NJ、BI树，比较它们之间的差异，结果表明四个单基因数据集建树解析程度有限；联合数据集四种树解析力优于单基因建树，而且和核基因与线粒体联合要优于线粒体基因联合树，四基因联合ML树和BI树优于MP树和NJ树。分析认为基因联合可以增加树的解析力，进而推测单个基因数据存在的系统发育噪音如碱基偏向性，碱基替换饱和，以及基因间的不相合因素可能在联合建树时彼此消长从而提高了树的稳健性。
4.在等权MP建树时采用PBS检验各数据集及子集对四基因联合数据集所建的MP树支持程度，结果显示各数据的对联合树的支持程度以COII基因最高；28SrDNA对联合树的贡献不大，16SrRNA支持的节点大多为基部节点、中部节点，而28SrDNA主要在基部，Cytb和COII支持的是靠近中、端部的节点。可以看出这可能与它们的进化速度快慢有关，进化快的基因对树的端部解析程度高，反之则对中部和端部解析的程度高。联合数据对联合树的支持要远高于单基因。
5.对Cytb,COII第三位点、16SrRNA环区及茎区分别采用0.5与0降权构建MP树并与等权MP树进行比较，认为这些数据子集所含进化噪音没有明显影响联合数据集所建树的拓扑结构，数据集联合后增加了系统发育信号，抗噪音干扰能力增强，联合数据集所建树有较强的稳健性。但是四个基因的联合加权没有未加权树解析程度高，推测四个基因间的系统发育噪音以及不相合因素之间可能是互相拮抗的。
6.对四基因联合不同建树方法所建的联合树进行SH单尾检验，显示四种联合树无显著差异，以四基因联合ML树解析程度最佳，最终以四基因联合ML树作为网翅蝗科部分种类的系统发育树。
7.所研究的网翅蝗科部分种类的系统发育关系基本与中国的传统形态学分类体系没有差别：
①竹蝗亚科为较早分化出来的类群，其次为网翅蝗亚科。
②竹蝗亚科类群，分为两小支，它们的关系为（（竹蝗新种，雷篾蝗）（（黑翅竹蝗（西藏竹蝗短翅亚种（青脊竹蝗，大青脊竹蝗））））。
③网翅蝗亚科类群，各属的关系除了网翅蝗属和曲背蝗属、短翅雏蝗亚属单系性不成立外，其余各属基本得到解析，各属的发育关系为（网翅蝗属（（石栖蝗属，凹背蝗属）（螕蝗属（牧草蝗属，草地蝗属）（异爪蝗属（黑翅亚属（肿脉蝗属（曲隆亚属，直隆亚属）））））））））。
④基于竹蝗新种和黄脊雷篦蝗聚为一支和其它竹蝗属类群形成姊妹群，而且竹蝗属和雷篾蝗属的属征视差鉴别特征为前胸背板是否具有侧隆线，竹蝗新种形态非常接近于黄脊雷篦蝗，但前胸背板具有侧隆线，因此建议雷篾蝗属并入竹蝗属。
⑤雏蝗属的四个亚属中黑翅亚属、曲隆亚属和直隆亚属这三个亚属的单系性均得到稳健的支持，黑翅亚属升级为属可以成立，曲隆亚属和直隆亚属的亚属地位明确，它们是姊妹群。然而短翅亚属的单系性在各种分析中皆得不到支持，它很可能是多系起源。由于研究所取的雏蝗种类有限，我们的结论有待于进一步寻求更多，更充分的证据。
本研究是对中国创建的蝗虫科级分类单元网翅蝗科昆虫进行的一次较大规模的线粒体基因和核基因序列分析，为修订该科昆虫的分类系统和建立系统发育关系提供了分子生物学方面的证据，但是由于所选取的网翅蝗科代表的物种有限，网翅蝗科亚科及属种之间的系统发育关系有待作更进一步研究。同时本实验所得序列数据将提交至GenBank,与世界昆虫学者共享，进而推动该类群的系统发育方面的研究。