昆虫种类繁多，世界上已记录的昆虫有100多万种（其中有害昆虫八万余种），是目前最大的未被充分利用的宝贵资源。昆虫是动物界中最大的一个类群，在所有生物种类中占比超过50%，它们的踪迹几乎遍布世界的每一个角落。
有研究认为昆虫最早起源于奥陶纪，现存的昆虫谱系大多起源于密稳纪，而昆虫主要的多样性分化则出现在白垩纪时代。
蜻蜓的起源可以追溯到约3.2亿年前最早的蜻蜓化石在二叠纪
图源：六图网
一. 常见的昆虫有哪些？
对人类健康危害最大的昆虫——蚊
蚊子属于双翅目蚊科，世界上约有3000种。是一种具有刺吸式口器的纤小飞虫。通常雌蚊以血液作为食物，而雄蚊则吸食植物的汁液。吸血的雌蚊是登革热、疟疾、黄热病、丝虫病、日本脑炎等其他病原体的中间寄主。蚊子的分布极为广泛，除南极洲外各大洲皆有蚊子的分布。其中，以按蚊属、伊蚊属和库蚊属最为著名。
相关研究▕疟疾载体——达氏按蚊的基因组研究[2]
按蚊是最主要的疟疾传播载体，在美洲每年由按蚊引起的疟疾有数百万例。
对农业危害最大的昆虫——蝗虫
蝗虫属直翅目，全世界有超过10,000种，广泛分布于热带、温带的草地和沙漠地区。蝗虫主要包括飞蝗和土蝗。在我国飞蝗有东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗3种，其中东亚飞蝗在我国分布范围最广，危害最严重，是造成我国蝗灾的最主要飞蝗种类，主要危害禾本科植物。全世界常年发生蝗虫的面积达4,680万km2，全球1/8的人口经常受到蝗灾的袭扰。
相关研究▕ 基因组信息揭示蝗虫与飞行和植食性相关的基因家族扩张[3]
在目前已完成测序的昆虫基因组中，最大的为东亚飞蝗，别看它身材小巧，基因组却高达6.5Gb，是人类基因组的2倍。研究发现东亚飞蝗基因组中存在大量的重复序列（至少60%），且这些序列的丢失频率明显比其他昆虫少很多，这是造成其庞大基因组的主要原因。
最浪漫的昆虫——萤火虫
萤火虫属鞘翅目萤科，是一种小型甲虫。因其尾部能发出荧光，故名为萤火虫。全世界约2000种，分布于热带、亚热带和温带地区，我国较常见的有黑萤、姬红萤、窗胸萤等几种。
萤火虫可以利用荧光的闪烁节奏形成特定的闪光信号，主要用来吸引异性交尾，偶尔也起一定的警戒作用。这种行为与蟋蟀鸣叫，蝴蝶起舞等类似，都可归为求偶行为，因为场面过于浪漫，被人们赋予更多诗意。
对遗传学研究贡献最大的昆虫——果蝇
果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区，目前发现有至少1000种，在人类的栖息地内如果园，菜市场等地区内皆可见其踪迹。
果蝇只有四对染色体，数量少而且形状有明显差别；果蝇性状变异很多，比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异，这些特点对遗传学研究也有很大好处，是很常用的遗传学研究材料。
相关研究▕ 低覆盖长读测序法快速组装果蝇参考基因组[5]
最顽强的昆虫——蟑螂
蟑螂是属于蜚蠊目的昆虫，世界上约有6000种，主要分布在热带和亚热带地区。少数蟑螂会入侵人类家居，大部分则是生活在野外。家居最常见的蟑螂，大的有美洲蟑螂、澳洲蟑螂及短翅的斑蠊，身长约5.0cm；小的有德国蟑螂、日本姬蠊及亚洲蟑螂，体长约1.5cm，热带地区的蟑螂一般体型比较巨大。
DNA 提取是分子生物学研究中的基础步骤，其方法根据昆虫种类、样本大小、保存状态及后续实验需求的不同而有所差异。以下是几种常见的昆虫 DNA 提取方法，从原理、操作步骤、优缺点等方面进行详细介绍：
酚 - 氯仿抽提法（经典方法）
原理: 利用酚、氯仿等有机溶剂破坏细胞膜，使蛋白质变性沉淀，DNA 溶解于水相，从而实现 DNA 与蛋白质的分离。
酚 - 氯仿抽提法操作步骤
优点：提取的 DNA 纯度高，适用于各种昆虫样本，尤其适合大片段 DNA（如基因组 DNA）的提取，可用于 PCR、测序等多种下游实验。
CTAB 法（十六烷基三甲基溴化铵法）
原理CTAB 是一种阳离子去污剂，能与核酸形成复合物，在高盐溶液中（如 1.5 M NaCl）可溶，低盐溶液中（如 0.5 M NaCl）沉淀，从而分离 DNA 与其他杂质（如多糖、蛋白质）。
CTAB 法操作步骤
SDS 法（十二烷基硫酸钠法）
原理: SDS 是一种阴离子去污剂，能破坏细胞膜和核膜，使蛋白质变性，同时与蛋白质结合形成复合物；通过蛋白酶 K 消化蛋白质，再用酚 - 氯仿抽提去除蛋白质，最终沉淀 DNA。
SDS 法操作步骤
硅胶膜吸附法（商业试剂盒法）
原理: 利用硅胶膜在高盐缓冲液中吸附 DNA，而蛋白质、多糖等杂质不吸附的特性，通过洗涤缓冲液去除杂质，最后用低盐缓冲液或水洗脱 DNA。
硅胶膜吸附法操作步骤
Chelex-100 法（快速提取法）
原理: Chelex-100 是一种螯合树脂，能结合金属离子（如 Mg²⁺），抑制 DNA 酶活性，同时在高温（95-100℃）下裂解细胞，释放 DNA，通过离心去除杂质，上清液中即含粗提 DNA。
Chelex-100 法操作步骤
磁珠法（基于磁性纳米颗粒）
原理: 磁性纳米颗粒表面修饰官能团（如硅羟基），在高盐缓冲液中可与 DNA 通过氢键结合，在外加磁场作用下分离磁珠 - DNA 复合物，洗涤后用低盐缓冲液洗脱 DNA。
磁珠法操作步骤
其他方法
不同方法的选择与对比
| 方法 | 纯度 | 操作难度 | 成本 | 适用场景 |
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昆虫DNA取样有哪些注意事项？
昆虫发育阶段优先级选取，胚胎 > 新孵化的幼虫 > 早期的蛹 > 成虫；不推荐使用成虫，若仅有成虫样本，则需在成虫接近死亡时去除壳、四肢和翅膀；微小昆虫需混样时，建议送同一亲本的子代样本。
取鲜活样本置于冻存管中，液氮速冻 30min，储存在-80℃直至使用；由于昆虫体内的食物可能会造成污染，因此在液氮速冻之前进行适当饥饿处理 1-2天（体型较大昆虫可去除肠道或去除整个腹部）。
昆虫DNA样本保存有哪些注意事项？
通过选择合适的提取方法，可高效获取昆虫 DNA，为昆虫分类、种群遗传、基因表达等研究奠定基础。
昆虫的DNA提取纯度不高怎么办？
这是由于昆虫体内复杂化合物会导致提取的DNA不纯或难以获得高分子量DNA（如提取柱堵塞）。这些杂质可能是来自复眼、其他身体部位的色素、酚类化合物，刚毛和鳞片等身体部位的杂质（如大黄蜂、飞蛾，蝴蝶等）、 脂质（如幼虫）、糖类（如蜜蜂蜜囊）以及活性酶和化学物质（如甲虫的防御腺体、蜜蜂和黄蜂的毒腺、肠道或肠道微生物等）。
建议选择特定的组织（如胸部肌肉组织），去除身体上常见的污染源（如复眼、腺体、蜜囊和肠道），或在不同的生命阶段（如幼虫、蛹等）取样，有助于克服昆虫高分子量 DNA 提取的难题。
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参考文献：
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[4] Fallon T R, Lower SE, Chang C H, et al.Firefly genomes illuminate the origin and evolution of bioluminescence[J].bioRxiv, 2017: 237586.
[5] Solares E A, Chakraborty M, Miller D E, etal. Rapid low-cost assembly of the Drosophila melanogaster reference genomeusing low-coverage, long-read sequencing[J]. bioRxiv, 2018: 267401.
[6] Li S, Zhu S, Jia Q, et al. The genomic andfunctional landscapes of developmental plasticity in the American cockroach[J].Nature communications, 2018, 9(1): 1008.
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