【摘 要】
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大多数证据表明转座子增殖是节肢动物基因组大小变化的重要驱动因素。在昆虫中,全基因组测序结果显示基因组大小与转座因子的数量呈强烈的正相关。直翅目作为昆虫纲中基因组增大的类群,但由于缺乏数据,直翅目基因组大小及重复序列组成特征很少系统地研究过。中华剑角蝗Acrida cinerea,直翅目Orthoptera,剑角蝗科Acrididae,短额负蝗Atractomorphasinensis,直翅目锥头蝗
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大多数证据表明转座子增殖是节肢动物基因组大小变化的重要驱动因素。在昆虫中,全基因组测序结果显示基因组大小与转座因子的数量呈强烈的正相关。直翅目作为昆虫纲中基因组增大的类群,但由于缺乏数据,直翅目基因组大小及重复序列组成特征很少系统地研究过。中华剑角蝗Acrida cinerea,直翅目Orthoptera,剑角蝗科Acrididae,短额负蝗Atractomorphasinensis,直翅目锥头蝗科Pyrgomorphidae,是我国广泛分布的两种蝗虫。目前,对于两物种的研究主要集中于形态、线粒体基因组及转录组等方面,其基因组大小以及重复序列含量、类型及其染色体定位等相关研究还未报道。本研究在采用流式细胞术测定两种蝗虫基因组大小的基础上,利用第二代测序技术对中华剑角蝗和短额负蝗进行了基因组DNA的随机测序,并使用RepeatExplorer对两物种的重复序列组成和相对含量进行比较分析,最后采用荧光原位杂交（Fluorescence in situ Hybridization,FISH）技术对部分卫星DNA序列的染色体进行了定位。主要结果如下:（1）中华剑角蝗与短额负蝗基因组大小分析流式细胞术结果表明,以东亚飞蝗作为内部标准,中华剑角蝗雌性基因组大小为11.24 pg,雄性为10.64 pg;短额负蝗雌性基因组大小为8.21 pg,雄性为7.55 pg。且不同性别之间存在显著差异,这应该与蝗虫XO/XX性染色体决定机制有关。（2）中华剑角蝗与短额负蝗基因组重复序列分析RepeatExplorer对NGS测序数据分析结果显示,中华剑角蝗与短额负蝗基因组中重复序列含量分别为59.54%与47.77%。均检测出rDNA、satellite、LTR/Bel-Pao、LTR/Ty1copia、LTR/Ty3gypsy、Penelope、LINE、Subclass1/TIR、Subclass2/Maverick和Subclass2/Helitron共10种不同类型的重复序列。中华尖角蝗中,逆转录转座子占其基因组的34.49%,在此之中,含量最高的是LINE,占基因组的17.67%;串联重复序列（包含卫星DNA和rDNA）的含量占比为5.11%;DNA转座子的含量较低,仅占基因组的2.94%。短额负蝗中,逆转录反转录转座子占其基因组的22.77%,其中LINE的比例达到了 12.16%;串联重复序列占比为10.10%;DNA转座子占比也是最少,仅占2.01%。（3）中华剑角蝗与短额负蝗重复序列比较分析中华剑角蝗与短额负蝗重复序列的比较分析显示,两物种中仅有约八分之一的簇代表了共享的重复序列,且其在数量上有所差异。主要包含LINE、卫星DNA和小部分Penelope及45SrDNA。而大部分簇表示特定于单个物种的重复序列,包括LTR/Ty3gypsy及Subclass2/Maverick等多种重复序列。此外,对两物种LTR进行系统发育比较分析的结果表明,两物种LTR的不同家族归属于不同分支。（4）中华剑角蝗与短额负蝗基因组卫星DNA的染色体定位在中华剑角蝗中2种卫星DNA杂交位点于染色体上的分布定位不同,两个探针信号同时于M4和M6染色体中出现;短额负蝗中3种卫星DNA杂交位点在染色体上的分布也各不相同,三个探针信号均出现于L1染色体上,此外,SatD2杂交信号还出现在X性染色体上。由上述结果可以得到如下结论:中华剑角蝗和短额负蝗都具有增大的基因组,基因组中重复序列含量较高,分别为59.54%和47.77%。利用流式细胞术、高通量低覆盖度（0.1-0.5×）测序和荧光原位杂交技术,可以揭示蝗虫超大基因组的大小和重复序列组成特征。
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