盲蝽属半翅目异翅亚目盲蝽科,是我国重要的农牧业害虫。近年来,盲蝽不仅在苜蓿田大量发生为害,同时也严重危害多种作物,已经成为我国棉花、蔬菜及苜蓿的主要害虫之一。盲蝽种类多、个体小,通常多种盲蝽混合发生。目前,有关盲蝽的系统进化及种群遗传多样性的研究还很少,而这有助于了解盲蝽的生态适应机制和成灾规律,为盲蝽的有效防控提供理论依据。为此,本论文测定并注释了苜蓿盲蝽、中黑盲蝽、三点盲蝽、绿盲蝽和牧草盲蝽等五种盲蝽的线粒体基因组,结合之前已测定的盲蝽线粒体基因组,对盲蝽进行比较线粒体基因组学分析,评价具有作为盲蝽潜在分子标记的线粒体基因,并基于线粒体cox1基因研究了我国5种盲蝽不同地理种群的遗传多样性。主要研究结果如下:1.对我国苜蓿田常混合发生的绿盲蝽、中黑盲蝽、三点盲蝽、苜蓿盲蝽和牧草盲蝽等五种盲蝽的线粒体基因组进行测序,所有序列已提交至Gen Bank,登录号为:KU234536~KU234540。苜蓿盲蝽和绿盲蝽获得了完整的线粒体基因组序列,而中黑盲蝽、三点盲蝽和牧草盲蝽等三种盲蝽未完全测通,缺失的部分位于控制区附近,包括trn I、trn Q、trn M和控制区等。与大多数昆虫线粒体基因组相似,盲蝽全线粒体基因组编码37个典型的线粒体基因,即13个蛋白质编码基因(PCG)、22个转运RNA基因(t RNA)和2个核糖体r RNA基因(r RNA),且基因的排序和方向与经典后生动物线粒体基因的排序完全一致。盲蝽全线粒体基因组也包含一个负责线粒体复制和转录的非编码区,即控制区或A+T富集区。此外,盲蝽全线粒体基因组还包含一些小的非编码区,部分基因存在序列重叠,且基因重叠和间隔区域常出现在一些保守位置,如:trn S2/nad1(-7 bp),trn W/trn C(-8 bp),atp8/atp6(-7 bp)和nad4/nad4L(-7 bp)。本论文测定的5种盲蝽线粒体基因组碱基组成偏向于A和T(75.74%~77.04%),且AT-偏斜为正值(0.11~0.17),而GC-偏斜为负值(-0.22~-0.12),这与大多数昆虫线粒体基因组的结果一致。同义密码子使用分析表明,以A或T结尾的同义密码子出现的次数远大于其它同义密码子出现的次数,即AT含量丰富的密码子被频繁使用。2.对目前所有已测的15个盲蝽线粒体基因组(包括本论文测定的5个),从科、属和种等不同分类阶元水平上进行比较线粒体基因组学分析。在8个盲蝽全线粒体基因组中,最小的是绿盲蝽(14,768 bp),而最大的是豆荚草盲蝽(17,747 bp)。盲蝽线粒体基因组的基因含量、基因排序、核苷酸组成及密码子使用在盲蝽科内高度保守。蛋白质编码基因在同种盲蝽中无长度差异,而仅有4个蛋白质编码基因(cox1、cox3、nad1和nad3)在所有盲蝽中无长度差异。在科水平上,nad2的长度变异最大,属间nad5的长度差异也很明显,但在属内基因长度是相对保守的。苜蓿盲蝽属3个物种的所有22个t RNA能形成经典的三叶草二级结构,但绿盲蝽和牧草盲蝽这两个物种中的trn S1(AGN)缺失二氢尿嘧啶的茎环结构。后丽盲蝽属和草盲蝽属的所有22个t RNA均使用标准的反密码子,但在苜蓿盲蝽属中两个t RNA使用不常见的反密码子:trn S1的反密码子由GCU变为UCU,而trn K的反密码子由CUU变为UUU。在盲蝽所有13个PCG中,atp8具有最高的有效信息位点和K2P遗传距离,而有效信息位点和K2P遗传距离最低的是cox1。所有盲蝽PCG的非同义突变与同义突变比值(Ka/Ks)均小于1,表明这些线粒体基因受到净化选择。然而,cox1条形码序列的Ka/Ks值在所有分类水平上均大于1(1.34~15.20),表明该基因序列可能受到正选择作用。这些结果表明,不同的线粒体基因具有不同的进化速率,而相同基因在不同分类水平上也存在较大差异。3.采用贝叶斯法和最大似然法对13个PCG(P123)和13个PCG+22个t RNA+2个r RNA(P123RT)等两个多基因数据集进行系统发育分析,结果均支持Nesidiocoris+(Trigonotylus+(Adelphocoris+(Apolygus+Lygus)))。这一系统发育关系也被nad4、nad5、rrn L和22个t RNA等4个不同数据集的分析结果所支持。从序列长度,进化速率和系统发育信号等各方面综合评价可知,其中nad4、nad5和rrn L等3个线粒体基因可作为盲蝽系统发育、种群遗传多样性及物种界定等研究的潜在分子标记。4.基于线粒体cox1条形码序列对5种盲蝽的16个不同地理种群进行遗传多样性分析。结果表明,5种盲蝽共有34个线粒体单倍型,其中4个种群仅分别只有一个单倍型,其余种群均具有2~8个单倍型。大多数种群间具有显著的遗传分化(P<0.05),苜蓿盲蝽两个种群间遗传分化很小(Fst=0.04),绿盲蝽两个种群间存在一定程度的基因交流(Fst=-0.02),而牧草盲蝽10个种群间大多数存在显著的遗传分化(P<0.05),但几个种群间存在不显著的基因流。系统发育结果支持每种盲蝽均为独立的进化支系,其中牧草盲蝽10个种群分为两个支系,但无显著的地理支系结构。然而,AMOVA分析表明,牧草盲蝽这两个支系具有极显著的遗传分化(P<0.001)。