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动物线粒体基因组因具有遗传结构简单、母系遗传、进化速率较快、无遗传重组、无重复DNA和内含子复杂因素等特点,近年来被广泛用于分子系统学的研究。线粒体基因组虽然较小,但是作为完整的细胞器基因组,同样包含了丰富的信息,核苷酸序列、基因含量、基因的排列顺序,均可以提供系统发育信息。目前已公布的半翅目Hemiptera昆虫的线粒体基因组中,胸喙亚目Sternorrhyncha存在明显的蛋白质编码基因和tRNA基因的重排,盾喙亚目Clypeorrhyncha和异翅亚目Reduviidae的线粒体基因组重排速率较低,多数与节肢动物假想祖先的排列方式相同,仅在个别物种中观察到了tRNA位置的变化。对于蚜虫类已公布的3种蚜虫线粒体基因组序列,基因的排列顺序与节肢动物假想祖先的排列方式一致,基因含量基本不变,其中豌豆蚜含有3个tRNA-M基因。通过比较蚜虫与半翅目其他昆虫的线粒体基因组序列,为将其应用于蚜虫的系统发育研究积累基础数据。为此本研究通过Long PCR和引物步移法,对大豆蚜Aphis glycines matsumura、苹果绵蚜Eriosoma lanigerum (Hausmann)、落叶松球蚜Adelges laricis (Vall)3种蚜虫的线粒体基因组进行了测序,其中大豆蚜得到约90%的序列,苹果绵蚜38%的序列,落叶松球蚜约36%的序列,并与半翅目其他昆虫线粒体基因组序列进行了比较分析,得到如下结论:1.3种蚜虫包含的基因均为后生动物线粒体基因组中常见的基因,其中大豆蚜的线粒体基因为闭合环状双链分子,含有13个蛋白质编码基因(部分ND5),2个rRNA基因(部分12SrRNA),15个tRNA基因。2.大豆蚜线粒体基因排列与节肢动物假想祖先的排列方式相同,而苹果绵蚜和落叶松球蚜有蛋白质编码基因的重排,苹果绵蚜可能发生了COⅢ-G-ND3-A的原位或异位倒置,落叶松球蚜发生了ATP8-ATP6、ND3-A-R的原位或异位倒置。比较分析半翅目昆虫线粒体基因组序列发现,胸喙亚目存在明显的基因重排,蚜虫类的苹果绵蚜和粉虱科昆虫存在COⅢ-G-ND3-A的倒置;而飞虱科中存在tRNA-T- tRNA-P-ND6片段的原位倒置,tRNA-W-tRNA-C位置的互换,但是编码方向没有发生变化。3.大豆蚜的ND4/ND4L存在7bp的基因重叠,序列为TTAACAT,这与在多数昆虫中观察到的有所不同(ATGNTAA),而atp8/atp6却存在37bp的基因间隔;落叶松球蚜的atp8/atp6为17bp的基因重叠。4.大豆蚜的tRNA基因,除tRNA-W外,都能折叠成典型的三叶草结构,部分tRNA二级结构中含有G=U、A=A、U=C、U=U、C=A等非经典配对,还存在小的突环、极短的臂结构,如tRNA-L、tRNA-D、tRNA-I的二级结构中存在小突环,tRNA-W中存在TψC臂中“茎”的结构缺失;苹果绵蚜的tRNA-S(GGA)的二级结构中存在DHU臂中“茎”的结构缺失。半翅目中普遍存在tRNA-S(AGN、GCU)二级结构中DHU臂中“茎”的结构缺失的现象。5.在大豆蚜线粒体基因组序列中观察到了亮氨酸的两组同功受体,反密码子分别为UAA、UAG;苹果绵蚜观察到了丝氨酸的两组同功受体,反密码子为UGA、GGA。6.大豆蚜线粒体基因组中蛋白质编码基因都使用ATN为起始密码子,COⅠ、ND4、CYTB、ND2使用不完整终止密码子T,其他的都使用TAA为终止密码子。7.大豆蚜线粒体基因组中,使用频率最高的氨基酸是Leu,使用频率最高的密码子为AAA。8.大豆蚜线粒体基因组,蛋白质编码基因的每种氨基酸使用频率最高的密码子并不总是对应于tRNA基因的反密码子。9.大豆蚜的16S rRNA和12S rRNA基因位置分别位于tRNA-L与tRNA-V,tRNA-V与控制区之间。大小分别为1262bp和611bp,A+T含量分别为84.9%和82.7%。