天牛科昆虫是林木蛀干害虫中的一个重要类群,既可为害活体树木,又可为害林木产品,还可以通过商品贸易进行远距离传播。有的种类还是林木病原菌的传播媒介,造成严重的危害和经济损失。随着我国对外贸易的发展,国外林木害虫特别是天牛科害虫屡屡在口岸被截获,表明外来的天牛种类对我国森林生态环境的威胁正在不断加剧。有害生物种类的准确鉴定是检验检疫工作中的重要一环。目前植物检疫性昆虫鉴定以形态学方法为主,但传统的形态鉴定存在一定的局限性,如昆虫的早期形态与残缺虫体难以辨认、鉴定结果受主观影响大、鉴定周期较长等原因,在一定程度上影响了检疫工作的准确性和疫情检出率。DNA条形码(DNA Barcoding)是近年来生物分类鉴定的研究热点,该技术的发展弥补了传统形态分类中的不足,为有害生物的分子鉴定提供了新的技术手段,已被广泛应用于发现和描述新种或隐存种、物种分子鉴定、系统发育等研究。本项研究基于线粒体COI基因(线粒体细胞色素氧化酶亚基I),对墨天牛属、虎天牛族、断眼天牛属、白条天牛属等所属种类进行了种群内特征鉴定,初步取得了族、属内不同种类的特征基因,使种得以区分。主要研究结果如下:1.采用改进的加拿大条码试剂中心CCDB开发的动植物DNA提取方法提取天牛科昆虫线粒体COI基因。该提取方法不但能保存珍贵标本的完整性,而且成本低廉,但相较市售的DNA提取试剂盒则提取时间较长。2.基于DNA条码技术的发展,提出了昆虫DNA条码试剂盒(DNA barcoding identification kit technology)的概念。根据线粒体核糖核苷酸碱基位点区分近缘种,样本在经过简单的PCR扩增测序之后即可获得标记性碱基位点,标记性碱基直观明了,作为区分种的依据。3.本研究中天牛科DNA条码试剂盒组成主要包括:虎天牛族24种、断眼天牛属9种、墨天牛属12种、白条天牛属4种重要检疫性害虫。考虑到部分族、属的扩增特异性,自行设计一对巢式引物用于断眼天牛属和虎天牛族天牛COI基因的扩增。4.本研究中涉及到天牛科的4个属在构建系统发育树及碱基组成分析的前提下,最终获得标记性碱基,使同属内的近缘种和相似种得以区分,为未来应用于口岸检疫工作提供了一种新手段。5.初步构建了有害生物检疫系统数据库。本研究中序列的比对分析软件源于有害生物检疫系统,该系统包括口岸检验检疫中常截获的天牛、小蠹、蝇类等重要检疫性害虫的形态鉴定特征图片、生物学为害、基因序列及重要检疫性属、族的条码试剂盒。