基于mtDNACOI基因片段的树蜂科昆虫DNA条形码的初步构建开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

树蜂科siricidae昆虫是林业害虫中的一个重要组成部分，它传播快，危害大。近年来在我国进境木材和木质包装中经常被截获，尤其是检疫性生物云杉树蜂sirex noctilio 更是频频出现。准确而快速的鉴定是防止有害生物进入国门的重要前提，然而口岸上截获的树蜂往往出现虫体数量少、肢体残缺、只有幼虫或卵的现象，难以准确鉴定；同时由于树蜂科的经济意义不大，过去研究较少，资料匮乏[1]，加大了形态学鉴定的难度。目前，dna条形码技术的兴起为解决这一难题提供了新的方法。本课题拟对树蜂科昆虫线粒体dna coⅠ基因序列进行分析，自行设计一对适合树蜂科昆虫扩增的引物，通过研究扩增片段的遗传距离和系统进化关系，分析该coi基因片段作为树蜂科dna条形码的可行性，进一步构建树蜂科基因条形码库，为树蜂科的分子鉴定提供理论和实验依据，弥补了形态学鉴定的缺陷，为实现树蜂科快速、准确鉴定奠定了基础。

目前，dna 条形码技术已被广泛应用于各类昆虫鉴定中。诸立新等利用coi基因对凤尾蝶属4种蝴蝶进行了鉴定分类［2］。monaghan等应用dna序列鉴定了马达加斯加水生甲虫[3]；潘程莹等测定了7种蝗虫的coi基因序列，探讨了coi基因作为dna条形码鉴定蝗虫物种的可行性［4］；常虹等的研究表明应用基于coi基因片段的dna条形码进行齿小蠹属分类鉴定具有可行性[5]。关于树蜂科coi基因作为dna条形码技术的研究目前较少，2005年，hoebeke 等首次提出了将dna条形码技术用于云杉树蜂的鉴定，引发了关注，为此，wilson和schiff在2010年时研究了树蜂科coi基因序列以期区别云杉树蜂和当地物种[6]，2012年nathan m.schiff等利用coi基因对西半球的树蜂科物种进行了系统发育研究［7］，重新调整完善了树蜂科的系统分类方法。然而目前为止，树蜂的研究只是刚刚开始，尤其是国内，还没有对树蜂科进行分子鉴定的研究，关于树蜂科形态分类的资料也是寥寥无几。

随着我国加入世贸组织，国际贸易不断增加，木材和木质包装材料的进口量日益增多，树蜂科昆虫随之传入我国的机会也大大增加，因此对其进行准确、快速的检疫鉴定是出入境检疫部门的首要任务。本课题旨在为树蜂科分子鉴定提供初步的理论和实验依据，对于检疫部门鉴定具有重大意义，为提高检疫效率、防止有害生物进入国门提供先进的技术支持。因此，本研究具有良好的应用前景。

2. 研究的基本内容和问题

本研究旨在探索线粒体DNACOI基因作为树蜂科DNA条形码的可行性；并寻找线粒体DNACOI基因的某一片段作为树蜂科的DNA条形码由此构建树蜂科DNA条形码库。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1、在基因银行上下载树蜂科昆虫线粒体dnacoi的序列；

2、设计树蜂科引物：查阅文献得知通用引物并将其作为树蜂科巢式pcr扩增的第一轮引物，再根据下载序列自行设计一对引物作为巢式第二轮引物，两对引物结合起来扩增实验室树蜂标本，使得该引物既可以最大限度地扩增出实验室树蜂科标本的线粒体dna，又可以使扩增出的片段有效区分开不同的种类。

4. 研究创新点

本研究使用磁珠法提取实验室保存的树蜂科标本DNA，该方法对于微量组织及多年保存标本效果较好，能够在不破坏整体形态的情况下成功提取出基因组DNA，这对于稀有标本意义重大。

目前关于树蜂科的研究还比较少，特别是国内。该研究对于树蜂科的分子鉴定提供了理论和依据，必将极大地方便出入境检疫部门对树蜂科昆虫的检疫，提高工作效率，具有推广应用前景。

5. 研究计划与进展

1、2013年8月1日2013年8月7日：下载相关文献，学习相关软件教程，整理出实验室所有树蜂科标本；

2、2013年8月8日2013年9月30日：在基因银行上下载coi序列并设计树蜂科引物，设计巢式第二轮引物自行设计适合树蜂科昆虫扩增的一对引物，并将该引物与通用引物结合，对基因组dna进行巢式pcr扩增，预期能成功扩增出实验室树蜂科昆虫；

3、2013年10月1日2013年10月25日：研究扩增片段的遗传距离和系统进化关系，分析该coi基因片段作为树蜂科的dna条形码的可行性，预期进展是该片段能很好地区分树蜂科种类。