● 摘要
分类学使人们认识事物的基础学科,昆虫分类学是进行昆虫学研究的基础。传统的分类方法主要是以昆虫的外部形态为依据,侧重于观察和描述。随着科学技术的进步,昆虫综合分类学概念的提出,为古老的分类学注入了新的活力,他强调要在总结从各相关学科获得分类性状的基础上进行综合、全面地分析。近二十年来,生化技、细胞遗传学和分子遗传学的迅猛发展,使人们能够从微观领域进一步研究昆虫分类学。现代生物学指出物种不是一个静止、确定的实际单元,种群则是生存进化的基本单元,种群内同时存在着不断的遗传变异,发展到一定程度就会体现出表型上的差异,继而会形成在形态、生理、行为等方面的不同品系;无脊椎动物较脊椎动物具有更大的遗传多样性或变异性。正是存在这些用传统分类方法解决不了的问题,为分子生物学技术的应用研究提供了用武之地,昆虫分子系统学方面的研究已全面展开。 随机扩增多态性DNA(RAPD)技术是近几年发展起来的一种DNA多态性检测技术,它可在对物种从未进行过任何分子生物学研究的基础上开展DNA多态性分析,它具有检测效率高、简洁、灵敏,对材料要求不高、取材少、成本低等特点,已被广泛应用于遗传学、分子进化学和生物分类学诸领域,在昆虫分类学和昆虫分子系统学的研究中已得到了应用。螽蟖隶属昆虫纲、直翅目、螽蟖科,是一类重要的昆虫。在其综合分类研究方面,仅就部分属种进行染色体技术,酯酶同工酶技术的研究曾有过报道,而应用分子生物学技术进行螽蟖科昆虫的综合分类研究方面国内、国外均未见报道。因此,本文应用RAPD技术对螽蟖科部分属中昆虫的DNA多态性进行了初步研究,为其综合分类提供分子生物学以依据,所确立的从昆虫基因组DNA的提取到RAPD扩增的全部技术路线为今后开展相关研究奠定了一定的基础。 本文首先进行了昆虫基因组DNA提取技术的方法研究,确定了昆虫基因组DNA提取的标准技术路线,已成功应用于直翅目、鞘翅目、蜻蜓目等昆虫及人类(如胎膜)基因组DNA的提取,作为模板亦可用于RAPD扩增。该技术简便、易操作、适用范围广,可用于任何研究目的。其次,利用标本保存方式不同和取材部位的不同开展了昆虫基因组DNA提取技术的材料学研究,结果表明除了利用活体标本、体液、冰冻(-50℃)标本酒精浸渍标本均可提取得率较高、纯度较好的基因组DNA外,也可由烘干标本、针插干标本中得到基因组DNA,且均可作为模板成功用于RAPD扩增。昆虫的不同体段对基因组DNA的提取效果影响不大,但在利用大型昆虫材料的胸、腹部肌肉是应注意剔净杂质。此研究对我们今后扩大标本的采集范围和简化标本的采集手段,甚至在利用前人采集的标本开展全面的、系统的分子系统研究等方面均有一定的现实意义。最后,随机选用了十条10个碱基对(bp)的引物,采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对分属于三亚科八属十种螽蟖昆虫的DNA多态性进行了初步研究,结果表明,在不同类阶元中普遍存在RAPD扩增片断多态性,种间多态性大于钟内,种下变异(如体色不同的生物型)可准确检出,雌雄差异一般对种内特异性扩增片段无影响。 因此,RAPD技术宜用于确定近缘物种或种群的亲缘关系,只有对不同种群、不同生物型、不同种的个体进行广泛的多态性分析后,方可通过建立一套检索系统来确定各物种的分类地位。而且RAPD作为一种技术,其本身是稳定的。只要严格控制反应条件,就可获得更具重复性的结果。随着实验技术和统计分析方法的日益完善,RAPD技术必将更广泛的应用于昆虫分类学、昆虫系统学的研究中,为人们提供准确可靠的综合分类信息。