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直翅目（Orthoptera）高级阶元的分类长久以来存在争议，把直翅目分为螽亚目（Ensifera）和蝗亚目（Caelifera）两个亚目的观点被国内、外大多数学者所采用，但也有分类学者提出三亚目（螽亚目、蝗亚目、蝼蛄亚目）和四亚目（螽亚目、蝗亚目、蝼蛄亚目、蚤蝼亚目）的分类系统。本研究对日本蚤蝼Tridactylusjaponicus和单刺蝼蛄Gryllotalpa unispina的线粒体基因组进行测定和分析，结合GenBank上获得的部分直翅目昆虫线粒体基因组序列，运用分子系统学原理和方法对直翅目亚目和部分总科的系统发育关系进行了探讨。日本蚤蝼Tridactylus japonicus线粒体基因组全长15,352bp，GenBank登录号KC555032，单刺蝼蛄Gryllotalpa unispina线粒体基因组全长15,513bp，GenBank登录号KC894752，其AT含量分别为71.2%和70.9%。两种昆虫线粒体DNA均为闭合环状结构，包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及1个转录控制区（A+T富含区）。两种昆虫线粒体基因组中均含有1-8bp的基因重叠，分别为1-17bp和1-31bp的基因间隔，基因排列顺序均与已知螽亚目昆虫一致，不存在蝗亚目昆虫中普遍存在的trnK与trnD顺序发生颠倒（DK重排）的现象。两种昆虫蛋白基因编码区AT含量分别为69.8%和69.5%，其中第三位点分别为79.6%和77.2%，表现出明显的偏向性。除日本蚤蝼的cox1和单刺蝼蛄的nad2外，所有蛋白编码基因起始密码子均为ATN结构，日本蚤蝼的cox1由CCG起始，单刺蝼蛄的nad2由GTG起始。终止密码子存在“T”终止的情况，完整的终止密码子均为TAN结构。13个蛋白中使用最多的四种氨基酸均为亮氨酸（Leu）、丝氨酸（Ser）、异亮氨酸（Ile）和苯丙氨酸（Phe），含量总计分别达到了44.97%和42.74%；使用最少的均为半胱氨酸（Cys），含量仅为0.86%和1.0%。22个tRNA的AT含量分别为75.0%和74.2%，除trnS（AGN）缺少DHU臂外，均可正确折叠为三叶草形的二级结构。rRNA与A+T富含区的AT含量分别为75.2%、75.0%和72.6%、76.8%；长度分别为rrnL1289bp和1245bp，rrnS725bp和748bp，A+T富含区724bp和917bp。从GenBank上获得了直翅目53种昆虫的线粒体基因组全序列，加上本研究测定的日本蚤蝼与单刺蝼蛄，选择竹节虫目Phasmatodea幽灵竹节虫Extatosomatiaratum、螳虫脩目Mantophasmatodea螳虫脩Sclerophasma paresisense、螳螂目Mantodea新几内亚叶背螳螂Tamolanica tamolana、等翅目Isoptera黄翅大白蚁Macrotermes barneyi、蜚蠊目Grylloblattodea美洲大蠊Periplaneta americana及革翅目Dermaptera瘤螋Challia fletcheri为外群，联合线粒体基因组13个蛋白基因编码部分（去除第三位点）分别使用MEGA5.1、MrBayes V3.1.2及PAUP4.0等软件分别构建NJ、Bayes与MP系统发育树，综合三棵系统发育树对直翅目高级阶元的系统发育关系得出如下推断：直翅目分为螽亚目和蝗亚目两个亚目，螽亚目中为（（螽斯总科+驼螽总科）+蟋蟀总科），蝗亚目中为（（（（（蝗总科+锥头蝗总科）+牛蝗总科）+蜢总科）+蚱总科）+蚤蝼总科）；结合基因排列顺序、序列同源性及形态信息也可考虑将蚤蝼总科提升为蚤蝼亚目。