综述：法医昆虫学中的转录组学：研究进展与前景

《Legal Medicine》：Transcriptomics in forensic entomology: Research progress and prospects

法医昆虫学中转录组学技术显著提升了物种识别和死后时间最小估计的准确性，通过SSRs和SNPs分子标记突破传统形态学局限，结合基因表达模式分析实现高精度年龄推断，并揭示食尸昆虫嗅觉和抗逆基因机制，未来需拓展研究对象并优化多组学整合分析。

Jiangtao Mei|Siqi Liu|Hongxu Tao|Shuixiu Xia|Yu Wang

苏州大学法医学系，中国苏州甘江东路215000

摘要

转录组技术的快速发展为法医昆虫学领域带来了革命性的突破，特别是在确定死亡时间（PMI）等关键问题上展现了巨大潜力。本文综述了转录组技术在法医昆虫学中的研究进展和未来前景。在物种鉴定方面，传统的形态学方法和DNA条形码技术存在局限性，而基于转录组数据开发的分子标记（如SSR和SNP）在区分亲缘关系密切的物种方面具有显著优势，为准确鉴定提供了新工具。对于死亡时间（PMI_min）的估计，转录组技术通过分析特定阶段的基因表达模式并结合生物信息学方法，实现了对昆虫年龄的高精度量化，从而克服了传统形态学方法的主观性。此外，转录组技术还有助于发现食尸昆虫的嗅觉基因和抗性基因，为了解昆虫在极端环境条件下的定殖前时间和发育调控提供了分子层面的见解。未来，将转录组技术与多组学技术相结合并优化数据分析方法，将为法医昆虫学提供全面的理论支持和实践指导，推动其进一步发展。

引言

法医昆虫学利用食尸昆虫及其他节肢动物的生命周期、行为模式和生态特性来解决法律问题，在犯罪现场调查中发挥着重要作用[1]、[2]。其中，精确估计死亡时间（PMI）是该领域的核心价值[2]（见表1）。

在法医实践中，最常用的方法是通过分析最老的食尸昆虫的发育阶段来估计最小死亡时间（PMI_min）[3]。引入PMI_min的概念是为了考虑定殖前的不确定性，因为目前尚无科学共识能够确定食尸昆虫到达尸体的具体时间，尤其是在尸体被埋葬、包裹或处于密封环境中的情况下[4]。

估计PMI_min包括两个关键步骤：首先是物种鉴定[5]。食尸昆虫的发育过程具有高度物种特异性，即使是亲缘关系密切的物种，其热发育生物学特征也可能存在显著差异，因此准确的物种鉴定是估计PMI_min的前提[6]。其次，准确确定最老食尸昆虫的发育程度（即实际年龄）是计算过程中的第二个关键步骤，也是影响PMI_min估计精度的核心因素[1]。

作为一项新兴技术，转录组学为物种鉴定和昆虫年龄估计提供了新的方法。本文总结了转录组学在这些领域的研究进展，并探讨了其在法医昆虫学其他研究领域的潜力以及未来面临的挑战。

物种鉴定当前方法

物种鉴定是法医昆虫学研究的首要步骤，传统方法主要依赖于外部形态特征进行区分。然而，在昆虫的早期幼虫期和蛹期，其形态结构尚未得到充分研究，因此仅依靠外部特征进行准确鉴定具有很大难度——这是形态学鉴定的一个重要局限性[6]。为了解决这一问题

食尸昆虫年龄估计方法的当前研究状况

在法医实践中，法医昆虫学家通常参考已发表的发育数据来估计PMI_min，这些数据主要基于体长、发育时间和蛹内形态等形态学指标[1]。尽管形态学方法已经相对成熟，但在实际应用中仍存在一些问题。首先，测量和观察的准确性很大程度上取决于研究人员的专业技能[6]

嗅觉基因的发现

在法医昆虫学中，死亡时间分为食尸昆虫的定殖前间隔和定殖后间隔。定殖前间隔是指从死亡到第一只昆虫到达尸体之间的时间，这一过程受环境条件影响，属于分解时间线的一部分[84]。在分解过程中，尸体释放出挥发性有机化合物（VOCs），这些化合物引导食尸昆虫寻找宿主

结论

转录组技术通过提供高分辨率的基因表达数据，展示了提高物种鉴定和年龄估计准确性的潜力，为法医实践提供了一种新的技术方法。然而，在实际应用方面，当前研究仍存在一些局限性。首先，研究对象的范围相对较窄，主要集中在常见的腐肉食性蝇类（如Calliphoridae和Sarcophagidae）上，而对其他昆虫的研究较少

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（资助编号：32270545、32070508和82002007）以及江苏省高等教育优先学术计划的支持。