● 摘要
本研究获得直翅目癞蝗科笨蝗全线粒体基因组序列，在测序方法上具有一定的创新，首先利用长PCR技术从笨蝗总DNA中扩增出2个相互重叠、并覆盖整个线粒体基因组的大片段，然后通过Sub-PCR分段扩增这2个大片段，测序采用Sub-PCR产物直接测序和PCR产物克隆测序两种方法。该策略可以保证所有测序结果都是线粒体基因组序列，消除了直接利用总DNA扩增短片段时存在核中假基因干扰的问题。最终利用该方法成功完成了笨蝗全线粒体基因组的测序工作, 并进行了详细的注释分析。笨蝗线粒体基因组特点总结如下:
1．笨蝗线粒体基因组为双链环状分子，总长15648bp, 包含了和其它节肢动物一致的37个基因以及749bp的（A+T）丰富区。基因组结构紧密，除了（A+T）丰富区外基因间只存在105bp的非编码碱基，在7对基因之间还存在37bp的重叠。37个基因的排序和典型的节肢动物排序相比只有（K，D）换位变为（D，K），但是所有基因的排序和飞蝗完全一致。
2．笨蝗线粒体基因组存在着明显的（A+T）碱基偏向，总的（A+T）含量为72.20%，（A+T）丰富区的（A+T）含量高达80.77%。蛋白质密码子第3位点（A+T）含量高于第1、2位点。13个蛋白质编码基因中COⅢ和COⅠ编码基因的（A+T）含量最低，ND6和ATP8的（A+T）含量最高。此外，在笨蝗线粒体基因组的两条链上存在着明显的碱基偏向，H链富含C和A，L链富含G和T。
3．线粒体基因组碱基的（A+T）偏向对同义密码子的使用和氨基酸的使用存在着影响。笨蝗线粒体基因组所有蛋白质编码基因除终止密码子外共包含3717个密码子，其中第2位点为T、第3位点为T、A的同义密码子使用频率偏高，而密码子第2位点为A、G、C，第3位点为G、C的密码子使用频率很低。氨基酸统计发现密码子富含(A、T)的氨基酸含量高于密码富含（G、C）的氨基酸密码子，还发现在所有使用的氨基酸中疏水性氨基酸Leu的含量最高，达到了14.18%。
4．13个蛋白质编码基因中除了COⅠ基因外所有基因的起始密码子都为典型的ATG、ATT，COⅠ起始密码子非常特殊，为TTA。10个蛋白质基因拥有完整的终止密码子TAA、TAG， ND3、 Cyt b 和ND5的终止密码子为不完整的T。
5．笨蝗线粒体基因组22个tRNA基因的反密码子和多数节肢动物一致，二级结构除了tRNA-Ser(AGN)缺失了D-臂外都可以折叠成典型的三叶草结构，反密码子环和氨基酸接受臂相对保守，其它臂环的变异较大。在所有的tRNA二级结构的4个臂上存在31个错配碱基对，大多数都是G-T配对。2个rRNA基因较保守，长度比非洲飞蝗和蝼蛄长。（A+T）丰富区在直翅目中最短只有749bp。
节肢动物内部四个类群之间的相互关系一直都是争论的焦点，传统的形态学和古生物学研究支持六足动物和多足动物近缘，然而近来的分子系统学研究多支持以下关系：（六足动物+甲壳动物），（螯肢动物+多足动物）。为了进一步研究该问题，我们利用GRAPPA软件对34种节肢动物线粒体基因组排序数据进行了系统发育学分析。结果发现六足动物和甲壳动物中的鳃足纲及软甲纲聚为一个进化支，支持六足动物为并系类群，甲壳动物为复系类群，但是本研究没有解决多足动物和螯肢动物之间的关系。如果只从单基因tRNA-Leu（UUR）的位置来分析，甲壳动物和六足动物接近而多足动物和螯肢动物接近。