昆虫线粒体基因组为闭合双链环状 DNA分子,大小一般为15至16 kb,由典型的37个基因组成:13个蛋白质编码基因、2个 rRNA基因、22个 tRNA基因和一个非编码区,它们可以为研究动物类群的系统发生关系提供大量的性状特征。除了核酸和氨基酸序列,基因的排列顺序、tRNA和 rRNA二级结构以及通用遗传密码的组成偏倚也能为系统发生推论提供证据。近一、二十年来,随着 DNA扩增和测序技术的不断发展,基于线粒体全序列的昆虫系统学研究比以往越来越普遍。至今,已测定的线粒体基因组在昆虫各个类群中的分布还不均匀,少数目级分类阶元,如毛翅目和蚤目等,一些科级分类阶元在基因库中仍然缺乏或较少出现公开发表的全序列资料。　　本文利用 long PCR和分子克隆相结合的方法测得灰蝶科五个物种:银灰蝶、红灰蝶、蓝灰蝶、黄灰蝶、玳灰蝶的线粒体基因组全序列。同时,从比较基因组和进化生物学的角度对这些新测定的线粒体基因组和其他已报道的蝶类线粒体基因组作了比较分析。　　结果显示:银灰蝶、红灰蝶、蓝灰蝶、黄灰蝶、玳灰蝶线粒体基因组长度分别为15162 bp、15280 bp、15330 bp、15225 bp、15313 bp,都包括13个蛋白质编码基因(ATP6,ATP8,COI-III,ND1-6,ND4L,Cytb)、22个 tRNA基因、2个 rRNA基因(lrRNA and srRNA)以及非编码的控制区;然而,玳灰蝶控制区中多出一个 tRNALeu(UUR)b,而其他四个物种线粒体基因组的基因排列顺序和方向与其他鳞翅目昆虫相一致,未出现基因重排或基因缺失现象。　　五个物种的所有蛋白质编码基因中,除了COI基因的起始密码子是 CGA外,其余的蛋白质编码基因都以标准的ATN作为起始密码子;五个物种的COI和 COII的终止密码子均为不完全密码子 T,此外银灰蝶和黄灰蝶的ND4基因以及蓝灰蝶、黄灰蝶和玳灰蝶的ND5基因也以不完全密码子 T为终止密码子,蓝灰蝶和黄灰蝶的ND3基因为 TAG,其余基因都以 TAA为终止密码子。　　五个物种的线粒体基因间均有少量的间隔区和重叠区。间隔区个数12至15个,总长123 bp至213 bp;重叠区个数9至12个,总长24 bp至31 bp,最长的重叠区位于 tRNATrp与 tRNACys基因之间,都重叠8 bp。此外,ATP8与 ATP6之间重叠7个碱基(ATGATAA)。　　五个物种的控制区在标志序列“ATAGA”后都紧跟一个19 bp的poly(T)结构,并且都存在很多微卫星重复序列(如 poly(A)和 poly(T)、(TA)n和(AT)n)。除了黄灰蝶外,其他四个物种的控制区都含有大片段的重复结构。　　为了探讨灰蝶科科内及科间的系统发生关系,本研究以茶小卷叶蛾(Adoxophyes honmai)为外类群,基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因全序列,使用贝叶斯推论法(bayesian inference, BI)和最大似然法(maximum likelihood, ML)重建了24种鳞翅目代表性物种的系统发生树。两种系统树的拓扑结构相同:((((灰蝶科+蚬蝶科)+蛱蝶科)+粉蝶科)+弄蝶科)+凤蝶科。灰蝶科亚科间的系统发生关系为:(((((玳灰蝶+黄灰蝶)+蓝灰蝶)+(朝灰蝶+祖灰蝶))+红灰蝶)+塔银线灰蝶)+银灰蝶。