农田蜘蛛是重要的害虫捕食性天敌,在农田有害生物防治过程中具有重要的作用和地位。注意保护天敌种库,促进天敌群落重建,能有效的控制诸多农业害虫,诸如飞虱、叶蝉、螟虫、棉蚜等的发生和危害。快速而准确的物种鉴定是蜘蛛保护和利用研究的必要前提和基础。然而,基于外观形态及解剖特征的传统分类鉴定方法不仅耗时耗力,且对鉴定人员的专业知识和经验要求较高,常受主观因素的干扰,极易混淆出错;另一方面,农田蜘蛛种类繁多,对其开展系统发育和分子进化研究也极为重要,这对蜘蛛种质资源有效保护利用具有重要意义。本文针对主要农田蜘蛛的快速种类鉴别和系统进化分析展开了较为系统的研究,具体的研究结果如下:1.采用DNA条形码通用引物,扩增出14科36属56种农田蜘蛛的线粒体COI(Cytochrome oxidase subunit I,5’端658bp序列)和16S(16S ribosomal RNA,5’端约492bp序列)共289条序列。通过MEGA 6.0软件,分别运用种间/种内遗传距离计算和邻接系统发育树(NJ,neighbor joining tree)构建的方法评估了候选基因作为农田蜘蛛DNA条形码序列的可行性。基于Kimura-2-parameter(K2P)模型的种内和种间遗传距离分析显示,COI和16S平均种间遗传距离分别为0.2005和0.3107,平均种内遗传距离分别为0.0096和0.0155。尽管两种候选条形码基因的平均种间遗传距离/平均种内间遗传距离>10,但两者最小种间遗传距离与最大种内遗传距离之间存在重叠,没有出现显著的“barcode gap”,表明COI和16S基因不能完全鉴定本文的56种农田蜘蛛。若忽略3%的最大种间遗传距离和最小种内遗传距离值,则“barcode gap”重现,即基于遗传距离的方法可以鉴定97%的蜘蛛物种(54种)。同时,基于COI基因的种内和种间遗传距离构建的NJ树显示同种和同科蜘蛛聚集于同一进化分支,而在基于16S基因遗传距离构建的NJ树中,10个种的蜘蛛不能聚类,且在科水平上,圆蛛科(Araneidae)和皿蛛科(Linyphiidae)物种不能聚集成为一个单系。基于NJ树分析的结果说明,相较于16S基因,基于COI基因的DNA条形码技术在种和科的分类水平上可以有效鉴定本研究中所有蜘蛛物种。此外,通过ABGD网站对COI和16S基因进行了初始划分(Initial Partition)和递归划分(Recursive Partition),分析结果表明所有样品包括外群划分为58个Group,与实际的57个Group极为接近。2.通过L-PCR技术扩增并测序了四种农田蜘蛛的全线粒体基因组:跳蛛科(Salticidae)的猫跳蛛(Carrhotus xanthogramma),园蛛科(Araneidae)的有角圆蛛(Araneus angulatus),盗蛛科(Pisauridae)的狭长姣蛛(Dolomedes angustivirgatus)和蟹蛛科(Thomisidae)的三花突蛛(Ebrechtella tricuspidata)。它们的线粒体全基因组长分别为14,563bp,14,204bp,14,783bp和14,352bp。四种蜘蛛线粒体基因组均富含AT碱基且具有显著的碱基偏奇性。猫跳蛛、狭长狡蛛、有角园蛛和三花突蛛的线粒体基因组A+T含量分别为75.1%,77.0%,75.4%和77.3%;AT-skew值分别为-0.089,-0.121,-0.062和-0.097;GC-skew值分别为-0.261,0.262,0.244和0.220。与典型的后生动物线粒体基因组结构相似,四种蜘蛛全线粒体基因组包含37个基因(13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因)和一个控制区。其中,13个基因编码在重链上,其余9个编码在轻链上,且基因间存在大量重叠区。如猫跳蛛中碱基累计重叠长度为192bp(1-29bp),有角圆蛛中为210bp(1-21bp),狭长姣蛛中为155bp(1-19bp),三花突蛛中为149bp(1-15bp)。此外,与美洲鲎线粒体基因组排序相比较,在有角圆蛛、狭长姣蛛和猫跳蛛线粒体基因组中,5个tRNA(trnI,trnN,trnQ,trnS1和trnL2)发生了移位,2个tRNA(trnY和trnC)的位置发生了互换。除上述基因重排外,三花突蛛的trnL1位置也发生了改变,且这种新重排现象还未被报道过,即重排后trnL1基因置于trn W和trnY基因之间,而在线粒体测序完成的所有蜘蛛中trnL1基因均位于ND1和12S rRNA基因之间。基于线粒体13个蛋白编码基因信息,通过最大似然法(Maximum likelihood,ML树)和贝叶斯法(Bayesian Inference,BI树)构建了部分蜘蛛的系统发育树。结果显示,各蜘蛛与其相同科属的物种之间均能较好的聚类,且较高分类水平(如总科和亚目)的各蜘蛛物种亦能聚成为单系。综上,本研究的主要成果在于,一是筛选和评价了适合我国主要农田蜘蛛的DNA条形码标准基因,并基于候选基因获得了农田蜘蛛DNA条形码标准基因序列;二是测定和注释四种农田蜘蛛的全线粒体基因组序列,分析了其碱基组成,tRNA二级结构,基因重排等,并探讨了其在蜘蛛系统发育分析中的应用。研究结果丰富了我国农田蜘蛛相关的分子数据信息,不仅为利用蜘蛛防治农田害虫提供了技术支持,也为研究蜘蛛系统进化奠定了重要分子基础。