鞘翅目俗称甲虫,由多食亚目(Polyphaga),原鞘亚目(Archostemata),肉食亚目(Adephaga)及藻食亚目(Myxophaga)组成。多食亚目物种丰富度高,目前约32万种。扁甲系在多食亚目中研究比较广泛,约23万种,包括郭公总科(Cleroidea)、筒蠹总科(Lymexyloidea)、扁甲总科(Cucujoidea)、拟步甲总科(Tenebrionoidea)、叶甲总科(Chrysomeloidea)和象甲总科(Curculionoidea)。多食亚目中很多种类对林业、仓储业、农业及畜牧业造成了严重的危害。本次研究的4个物种均为森林害虫,森林害虫对森林的为害是巨大的,我国已经成为遭受森林有害生物最严重的国家之一。近几年随着分子生物学的不断发展,线粒体基因组也被更多的运用于鞘翅目的各项研究,昆虫系统发育、种群的遗传分化与结构、近缘种鉴定等。本研究通过高通量测序并结合传统PCR扩增法测定了中对长小蠹(Euplatypus parallelus)、散溢长小蠢(Euplatypus solutes)、华山松大小蠹(Dendroctonus armandi)、大和锉小蠹(Scolytoplatypus mikado)4种象甲总科昆虫的全线粒体基因组,并对所得到的序列进行注释及相关分析。联合本实验测得的4种全线粒体基因组序列和GenBank中已有的其他扁甲系线粒体基因组,分别采用最大似然法和贝叶斯法构建扁甲系昆虫的系统发育关系。本次研究所得结论主要如下:1.全线粒体基因组长度分别为:中对长小蠹16096bp,散溢长小蠹16117bp,华山松大小蠹16101bp,大和锉小蠹16438bp。中对长小蠹含22个tRNA,散溢长小蠹含23个tRNA,华山松大小蠹和大和锉小蠢含21个tRNA,4个物种均含13个蛋白编码基因,2个rRNA及一个控制区。所得结果与已发表的其他象甲总科昆虫线粒体基因组结构保持一致。2.4个研究物种的线粒体序列除终止密码子外,碱基AT的偏斜性非常明显,AT含量均高达75%以上。线粒体基因组都存在基因重复区与间隔区,其中ATP8与ATP6之间存在4bp保守重叠区域(ATAA),同样在ND4与.ND4L基因之间的重叠区也存4bp的保守序列(TTAT)。3.所测物种的全部转运 RNA(transfer ribonucleic acid,tRNA),除 tRNASer(AGN)缺失二氢尿嘧啶臂,余下的tRNA均可形成三叶草二级结构。tRNA二级结构中存在碱基错配,主要为G和U之间错配。中对长小蠹和散溢长小蠹的tRNAIle位于线粒体基因组的控制区内,华山松大小蠹和大和锉小蠹均缺少tRNAIle。4个所测物种的线粒体基因序列中绝大部分tRNA的反密码子都与六足纲保持一致,但是中对长小蠹和散溢长小蠹的tRNAIle反密码子却为AAU,没有使用常规的GAU反密码子。4.52种扁甲系昆虫的线粒体编码基因具有较为明显的AT偏斜,ATG是大多数蛋白编码基因的起始密码子,此外常见的蛋白质起始密码子还有ATA、ATT和ATC。蛋白编码基因中氨基酸使用频率最高的是Leu,使用频率为15.89,并且单个蛋白编码基因中使用频率最高的同样也是Leu。5.利用已有的48条扁甲系昆虫的线粒体蛋白编码基因序列结合本次研究测得的4个物种的线粒体蛋白编码基因构建了扁甲系昆虫的系统发育关系。ML和BI两种树都支持了象甲总科、拟步甲总科、郭公总科和叶甲科的单系性。在ML和BI树中,中对长小蠹和散溢长小蠹为同一属聚为一支,接着又与大和锉小蠹聚合,最后形成的支又和华山松大小蠹聚和,由此说明长小蠹和小蠹的亲缘关系很近。叶甲总科中天牛科的Xylotrechus grayii、Massicus raddei、Obrium sp.和暗天牛科的Spiniphilusspinicornis在两种树中均与其他天牛总科物种分开,所以叶甲总科的单系性没有得到支持。扁甲总科的单系性在两种树中也都没有得到支持。