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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16kb，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。由于线粒体基因组的分子量小、结构简单、为严格的母系遗传、进化速度快，所以被广泛用于动物的系统与进化生物学研究。它们的核酸和氨基酸序列、基因排列顺序、tRNA、rRNA二级结构以及通用遗传密码的偏倚特征等都为动物系统发生的研究提供了有价值的分子性状。近二十年来，基于线粒体全序列的昆虫系统学研究越来越受到研究者的欢迎，并且取得了许多有意义的成果。目前，昆虫各类群线粒体基因组序列数据的资料已有很多报道，但是，这些序列在昆虫各个类群中的分布很不均衡。少数目级分类阶元还缺乏相应的序列数据，有的科级分类阶元也还缺乏或只有极少数代表种类的序列数据。粉蝶科是蝶类（鳞翅目、双孔次亚目）中一个主要的类群之一，目前只有五个代表性物种的线粒体基因组序列数据被测定出来（包括本文的鹤顶粉蝶）。本文利用long PCR和分子克隆相结合的方法测得粉蝶科六个物种：莫氏小粉蝶、迁粉蝶、橙翅襟粉蝶、灰姑娘绢粉蝶、鹤顶粉蝶、红肩锯粉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。莫氏小粉蝶、迁粉蝶、橙翅襟粉蝶、灰姑娘绢粉蝶、鹤顶粉蝶、红肩锯粉蝶线粒体基因组长度分别为15122bp、15142bp、15180bp、15144bp、15701bp和15115bp，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和srRNA）以及非编码的控制区。基因的排列顺序和方向与其它已测蝴蝶的一致，未出现基因重排现象。莫氏小粉蝶、迁粉蝶、橙翅襟粉蝶、灰姑娘绢粉蝶、鹤顶粉蝶、红肩锯粉蝶线粒体基因组线粒体基因组分别包含11、15、14、13、9和10个基因间隔区，间隔总长度分别为97bp、86bp、125bp、86bp、109bp和92bp。最大间隔均在tRNAGln与ND2基因之间；基因间分别存在13、8、12、11、14和9处重叠，总长度分别为33bp、26bp、38bp、37bp、38bp和33bp。六种粉蝶的lrRNA和srRNA基因长度分别为1337bp和764bp、1332bp和779bp、1348bp和780bp、1332bp和771bp、1323bp和777bp、1342bp和752bp；除tRNASer（AGN）缺少二氢尿嘧啶臂，在相应的位置上只形成一个简单环外，其余的tRNA基因都能形成典型的三叶草结构。莫氏小粉蝶、迁粉蝶、灰姑娘绢粉蝶、鹤顶粉蝶、红肩锯粉蝶的COI基因均以CGA起始，而橙翅襟粉蝶COI基因以及其它的12个蛋白质编码基因均已标准的ATN作为起始密码子；六种粉蝶的COI、COII、ND4基因以及莫氏小粉蝶、迁粉蝶、鹤顶粉蝶和红肩锯粉蝶的ND5基因都以不完整的密码子T作为终止密码子，其余基因都以标准的TAN（TAA或TAG）作为终止密码子。莫氏小粉蝶A+T丰富区全长为365bp，A+T含量为89.3%，同时还存在类似微卫星的重复序列（TA）9（AT）3等；迁粉蝶A+T丰富区全长为313bp，A+T含量为97.1%，同时还存在类似微卫星的重复序列（TA）9和Poly-A等；橙翅襟粉蝶A+T丰富区全长为318bp，A+T含量为90.3%，同时还存在类似微卫星的重复序列（TA）8，（AT）6,（TA）9（AT）3；灰姑娘绢粉蝶A+T丰富区全长为368bp，A+T含量为95.9%，同时还存在类似微卫星的重复序列（AT）9和Poly-A等；鹤顶粉蝶A+T丰富区全长为899bp，A+T含量为92.2%，除了存在类似微卫星的重复序列（AT）10，（AT）10和Poly-A结构外还存在两个271bp长的重复区和两个类似tRNALeu（UUR）基因的结构；红肩锯粉蝶A+T丰富区全长为341bp, A+T含量为95.3%，仍然存在类似微卫星的重复序列（TA）7，（TA）7和（AT）8。本文以茶小卷叶蛾（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数据，使用最大似然法（maximum-likelihood, ML）和贝叶斯推论法（bayesian inference, BI）构建了20种代表性蝶类物种的系统发生树，同时，结合rRNA基因多变区的二级结构特征，初步探讨了本研究涉及的粉蝶科主要类群之间以及粉蝶科与蝶类其他主要类群（蛱蝶科、灰蝶科、蚬蝶科、凤蝶科和弄蝶科）之间的系统发生关系。本研究得到蝶类各科之间的系统发生关系为：（（（（（灰蝶科+蚬蝶科）+蛱蝶科）+粉蝶科）+弄蝶科）+凤蝶科）。粉蝶科内部的系统发生关系为：（（（（（（（绢粉蝶+灰姑娘绢粉蝶）+优越斑粉蝶）+红肩锯粉蝶）+（菜粉蝶+黑纹粉蝶））+橙翅襟粉蝶）+鹤顶粉蝶）+迁粉蝶）+莫氏小粉蝶)，即（（粉蝶亚科+黄粉蝶亚科）+袖粉蝶亚科）。