题目：叶甲科部分种类线粒体COII基因分子系统学研究（鞘翅目：叶甲总科）

叶甲科(Chrysomelidae)昆虫属于鞘翅目(Coleoptera)叶甲总科(Chrysomeloidea)。其主要特征为：成虫一般体长1.0 mm ～ 17.0 mm。体形为长圆、卵圆或长方形。体色多样，有的具有较强金属光泽或具条带、花斑。本科中的许多种类是农林、蔬菜、牧草的重要害虫，危害植物的叶、茎及根部。叶甲作为农牧业重要的害虫一直受到生物学家们的重视。生物学工作者长期以来为了寻求叶甲防治方法，一直进行着有关叶甲生物学的基础研究，包括系统学研究。在分类系统上，最初是集中在形态学方面，随着科学技术的发展，各种研究也日趋广泛和深入。上世纪末，研究者开始进行一些亚显微结构及分子方面的研究。近年来，昆虫系统演化的热点已转入分子水平。线粒体基因组由于其特有的遗传学特点，成为研究真核生物分子遗传学、发育生物学和分子系统进化的一种重要的模式体系。线粒体细胞色素C氧化酶亚基II基因由于其分布的普遍性、序列和结构的相对保守性而被广泛应用于不同分类阶元层次上的分子系统学研究。本研究采用PCR产物直接测序法测定了叶甲科3个亚科11属15种昆虫COII基因，并从NCBI下载了七种相关叶甲昆虫的540 bp COII基因片段，利用负泥虫Crioceris duodecimpunctata的COII基因序列作为外群序列。利用Clustal X进行序列比对，MEGA 3.1进行序列组成统计。并以NJ、MP和贝叶斯系统发育推论法分别重建系统发生树。得出结论如下：
1、对22种叶甲线粒体COII基因序列进行分析，COII基因序列A、T、C、G平均含量分别为35%、38.3%、16.1%、10.6%，A + T含量为73.3%。碱基转换替换呈现T ←→ C偏向性；颠换的发生主要以T ←→ A为主，且大都发生在密码子第三位。按叶甲科22种昆虫COII基因540 bp序列共编码180个氨基酸，氨基酸组成中，22种昆虫均不含半胱氨酸（Cys），由19种氨基酸组成，其中亮氨酸（Leu），亮异氨酸（Lle）含量最高，反映出COII基因在氨基酸组成上由一定的偏向性。
2、叶甲线粒体COII基因中核苷酸的替代转换与颠换值之比R为0.8；转换和颠换与遗传距离呈线性关系；说明转换和颠换尚未达到饱和。R值表现了昆虫线粒体DNA的典型的距离依赖性。说明两者均显示该数据组包含较强的系统发育信号。
3、基于COII基因序列利用MEGA 3.1、PHYLIP 3.6a、MrBayes V 3.0等软件，采用邻接法（NJ）、最大简约法（MP）和贝叶斯推论法（Bayesian inference）进行系统发育树的重建，各树的一致性和统计学支持较好，同一属内的种间以很高的置信度优先聚为一枝，亚科内的不同属间基本表现为单系性，且枝间分歧小于枝内分歧。
4、跳甲亚科较萤叶甲亚科与叶甲亚科关系更为近缘。这一结论与前人在形态学、支序系统学、及细胞分类学的结论相矛盾。所有的系统树均显示圆肩叶甲属与萤叶甲亚科有较近的亲缘关系，这与传统分类学结果相背离。笔者认为此属的分类地位有待于进一步讨论。
5、4种叶甲属种类显示出了与里叶甲属和弗叶甲属较近的亲缘关系。在此属的四种昆虫中，杨叶甲为该类群中进化速度最快的种类，其次为白杨叶甲，再其次为柳二十斑叶甲，进化速率最慢、最原始的种类为柳十八斑叶甲。
6、基于蛋白质序列利用最大简约法所建系统树时，发现有些属（守瓜属、金叶甲属）的氨基酸序列与核苷酸序列进化并不同步。
7、运用COII基因的核苷酸序列对叶甲科昆虫进行系统研究时，各属种间的分类关系都比较明确，得到的树的拓扑结构大都一致。因此，COII基因在对叶甲科科下亚科以及种属阶元的分类与进化关系研究中，是一个有效的分子标记。
本研究对叶甲科15种昆虫mtDNA COII基因的部分序列进行了测定，通过向GenBank提交所测叶甲基因序列，与世界昆虫学界共享序列数据。通过后续分析，对COII基因在叶甲科昆虫中的分子进化特性与系统发育中的应用进行了初步研究，为探讨中国叶甲科昆虫的分子进化，建立该科分子水平系统发育关系提供分子生物学方面的证据，有助于建立正确与完善的分类体系。