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蚂蚁是陆地生态系统的重要组成部分,常作为重要的生物多样性研究的指示生物。有许多种类可以用于生物防治。陕北是指延安和榆林两个地区,其地貌包括南部的桥山山脉、黄龙山脉、子午岭山脉、陇山山脉,中部的黄土高原和北部的毛乌素沙漠。经过20年多年的退耕还林和防沙治沙,陕北的生态环境已得到明显改善。本论文拟对该地区蚂蚁的物种多样性进行系统调查,为陕北的生物多样性研究提供基础资料。并对毛乌素沙漠、农田和治理后沙漠的蚂蚁进行比较转录组研究,探讨蚂蚁适应沙漠环境的遗传机制。在进化过程中,昆虫不断完善其生理遗传机制以适应不利环境。本研究利用Illumina转录组深入研究不同干旱环境的蚂蚁样本的基因表达模式。首先,通过对比在毛乌素沙漠沙漠、农田及治理后沙漠3种环境均有分布的草地铺道蚁Tetramorium caespitum（Linnaeus,1758）的差异表达基因及所参与代谢通路,筛选出与干旱适应相关基因及分子机制。之后,研究特别关注了草地铺道蚁（T.caespitum）中直接与耐旱特征相关的细胞色素P450基因与热休克基因,进行了基因数量与序列的深入挖掘,分析了这两类基因在3种不同环境蚂蚁中整体表达模式。研究结果和主要结论如下:1.在该地区8个县区19个采样点共采集蚂蚁标本6160头,隶属3亚科14属29种:臭蚁亚科Dolichoderinae 3属3种,蚁亚科Formicinae 7属20种,切叶蚁亚科Myrmicinae 4属6种。陕西蚂蚁新纪录种6种,记录并描述1新种。新纪录种分别是:亮林蚁Formica clara Forel,1886;婀娜收获蚁Messor aralocaspius（Ruzsky,1902）;矮小斜结蚁Plagiolepispygmaea（Latreille,1798）;高狡臭蚁Technomyrmex elatior Forel,1902;谢夫凯特铺道蚁Tetramorium chefketi Forel,1911和皱头切胸蚁Temnothorax ruginosus Zhou et al.2010。描述了一新种:毛乌素原蚁Proformicamuusensissp.nov.新种与观世音原蚁Proformicabuddhaensis近似,主要差异是毛乌素原蚁后腹部极小,前胸背板亚直立毛较少,中胸背板长大于宽且比前胸背板窄。基于COI基因部分序列的系统发育分析结果显示,毛乌素原蚁P.muusensis sp.nov.为原蚁属中的一独立物种,并与蒙古原蚁P.mongolica和观世音原蚁P.buddhaensis近缘。2.陕北地区蚂蚁群落多样性指数为1.0543-2.2085,榆阳区群落多样性指数最低（1.0543）,神木县多样性指数最高（2.2085）。各地区均匀度指数为0.6551-0.9033,其中榆阳区均匀度指数最低（0.6551）,黄龙县均匀度指数最高（0.9033）。优势度指数为0.1444-0.4503,神木县样点优势度指数最低（0.1444）,榆阳区优势度指数最高（0.4503）。3.对12个蚂蚁样本的转录组测序共获得74.57Gb数据（Clean Data）,各样本的Clean Data至少有5.74Gb,Q30值最低为92.32%。组装共获得的100010条Unigene,有 26767 条 Unigene 长度大于 1kb,Unigene 的 N50 长度为 1548bp。将Unigene序列与NR、Swiss-Prot等基因及蛋白数据库进行比对,共有48565条Unigene获得了注释。4.草地铺道蚁在毛乌素沙漠、农田和治理后沙漠三个环境差异表达基因GO和KEGG注释结果显示,沙漠环境中的草地铺道蚁在核糖体合成、内质网中蛋白质合成和脂质合成代谢方面的基因显著上调。沙漠生活的草地铺道蚁磷酸酰肌醇信号系统（PI）、鞘脂代谢（Sphingolipid metabolism）、苯丙氨酸代谢（Phenylalanine metabolism）、药物代谢-细胞色素 P450（Drug metabolism-cytochrome P450）、外源物质的代谢-细胞色素 P450（Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450）等通路基因显著上调,揭示干旱环境促进蚂蚁代谢与免疫反应,能保持能量平衡并帮助蚂蚁正常生长。同时谷胱甘肽代谢蛋白质（Glutathione metabolism Protein）、内质网中的蛋白质过程（processing in endoplasmic reticulum）等通路基因上调指示草地铺道蚁能够适应干旱环境,可能是因为热休克蛋白基因调控蚂蚁发生热应激反应。5.通过比较三类环境间蚂蚁的细胞色素P450基因、热休克蛋白基因表达量,发现同一环境下相同的基因在组内各种蚂蚁间表达量是相似的。不同环境间同一基因的表达量有差异;有些基因表达量极显著高,有些基因表达量较低。6.细胞色素P450与耐旱相关的基因主要为Cyp303a1、CYP6K1与Cyp4g1基因富集的通路为次级代谢物的生物合成、运输和分解代谢（Secondary metabolites biosynthesis,transport and catabolism）。蚂蚁在干旱环境将消耗更多的能量用以提高体内解毒酶的活力,进而导致水分胁迫下次级代谢物的生物合成、运输和分解代谢途径产生富集。热休克蛋白基因家族与耐旱相关的基因主要为heat shock cognate protein 70、1（2）efl富集在翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣（Posttranslational modification,protein turnover,chaperones）通路,对热变性蛋白进行修复,是适应沙漠干旱环境的关键的通路。