花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)属鞘翅目寄甲科(Coleoptera:Bothrideridae),是各类天牛的重要天敌。线粒体是细胞及生命体活动所需能量的主要来源,其拥有分子量相对较小、突变率高、呈母系遗传及在细胞中拷贝数量多等众多特点,常被用于谱系地理学、种群遗传学、种系发生、分子进化和比较进化基因组学等方面的研究。线粒体编码基因不能独立完成氧化磷酸化产生ATP的过程,细胞核通过各种转录因子和辅酶因子对线粒体基因进行调控。本文通过长片段PCR-步移测序法研究了花绒寄甲线粒体基因组全序列,得到了其序列全长并对其所包含的分子生物学信息进行了详细分析;在线粒体基因组全序列的基础上,研究基于COXI基因的不同种群花绒寄甲的种群遗传结构和遗传差异;利用花绒寄甲转录组数据,对调控线粒体生物合成的AMPK基因和PGC-1α信号通路基因进行了筛选、鉴定和实时定量表达分析。分析结果如下:1)花绒寄甲线粒体基因组全长序列为15878bp(GenBank:KF811054.1),由13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和非编码区(D-loop环)组成的。除了COI基因拥有非规范的起始密码子,其他PCGs均以ATN密码子起始并以TA(A)或TAG密码子终止。rrnL和rrnS的二级结构分别由48个螺旋(包含四个新提出的螺旋)和35个螺旋(包含两个新提出的螺旋)构成。除trnS1(AGN)因缺少二氢尿嘧啶臂(DHU臂)不能形成稳定的茎-环结构外,其余21个tRNAs均能折叠成典型的三叶草型二级结构。运用蛋白质编码基因的核苷酸和氨基酸数据集分别分析物种间的系统发育关系结果表明,花绒寄甲属于鞘翅目扁甲总科的寄甲科,与形态学分类结果一致。为探索种群遗传结构、种系鉴定以及花绒寄甲的进化和种系发生提供有效的分子生物学基础信息。2)通过COXI基因研究不同寄主花绒寄甲种群的遗传学关系,共得到具有51个核苷酸多态性位点的26个单倍型,种群间遗传多样性指数较低,遗传变异主要发生在种群内部。种群间存在较低的遗传分化系数和较高的基因流动,表明种群间的基因交换明显。共有单倍型DH01是祖先的单倍型,其他单倍型通过不同的突变从其进化而来。在五个种群之间,特别是在群体AG、MA和MR之间基因交换程度较高,表明在野外这些种群之间可能存在交叉混合。为花绒寄甲遗传差异提供了理论基础,同时也为有效利用天敌进行生物学防治提供了分子生物学佐证。3)通过花绒寄甲转录组文库筛选和RACE扩增,得到3条花绒寄甲AMPK基因的cDNA序列全长。系统发育分析表明,花绒寄甲AMPK亚基与其他昆虫相应序列的同源性较高,尤其与鞘翅目的赤拟谷盗的同源性达到85%以上。通过实时定量qPCR,发现在不同处理条件下均检测到AMPK基因的表达,且表达水平存在显著的差异性。3条AMPK基因均表现为在雄性生殖系统和脂肪体中表达相对较高;在一龄幼虫和蛹中的表达量较高;随着花绒寄甲存活时间的延长,各基因的表达有明显的上升趋势,可能与其应对环境变化和缓解衰老有关;在不同胁迫条件下,各基因在雌成虫中的表达量均高于雄成虫,随着处理时间的增加表现出先上升后降低的趋势,显示AMPK基因在昆虫变态发育、寿命延伸和应激过程中发挥重要作用。4)从花绒寄甲转录组文库和线粒体基因组中筛选出PGC1-α、NRF1、mtTFA、COXI和ATP6基因,5条基因的氨基酸序列均表现出与其他物种相应氨基酸序列的同源性较高。实时荧光定量qPCR结果表明,5个线粒体合成基因的表达存在显著的组织特异性和虫态特异性:在花绒寄甲雄性生殖系统和脂肪体中的表达量明显高于其他组织;在1龄幼虫中的表达量高于其他幼虫期,在蛹中的表达量最小;花绒寄甲成虫羽化20个月后,各基因的表达量随着虫龄的增加呈上升趋势,在30个月达到最大值。核基因编码的PGC1-α、NRF1和mtTFA基因表达量高的组织、虫态和虫龄中,线粒体编码基因COXI和ATP6的表达量也相对较高,为进一步研究花绒寄甲在较长寿命中的能量合成奠定了理论基础。