我国塞蚊亚属部分种类分子系统学研究（双翅目：蚊科）

论文摘要

塞蚊亚属（Cellia）隶属于双翅目（Diptera）、长角亚目（Nematocera）蚊科（Culicidae）按蚊亚科（Anophelinae）按蚊属（Anopheles）,部分种类是疟疾的重要传播媒介,是一类重要的医学昆虫。塞蚊亚属在我国目前记录有30种,目前国内外的相关分子系统学研究报告较少,主要是针对塞蚊亚属的系、种团或复合体,所及的塞蚊亚属种类均有限,无法全面甄别其间系统发育关系。本研究选用mtDNA-COⅡ、rDNA-28S-D3和rDNA-ITS2共3个分子标志,对我国按蚊属塞蚊亚属进行系统发育分析,探讨各分子标志在系统发育重建中的信息量,重建我国按蚊属塞蚊亚属部分种类的系统发育关系。获得的相关数据将为蚊媒防制策略制定提供重要理论依据,并可提高我国蚊类生物学及媒介生物学的研究水平。本研究采用的方法是广泛收集我国塞蚊亚属的蚊种,单蚊抽提基因组DNA,扩增和测定各种的mtDNA-COⅡ、rDNA-28S-D3和rDNA-ITS2序列,联合本课题组已经提交GenBank的序列,应用Bioedit V5.0、ClustalX、MEGA3.1、PAUP*4.0b10（PPC）和MrBayes V3.1软件包进行比对和序列特征分析、系统发育信号评估、构建系统发育关系。系统发育树的重建采用距离法、最大简约法、最大似然法和贝叶斯法等4种方法。分别获得了塞蚊亚属23种COⅡ序列,23种D3序列和15种ITS2序列。序列比对分析显示COⅡ、D3、ITS2数据集和D3+ITS2、COⅡ+D3、COⅡ+ITS2、COⅡ+D3+ITS2数据组均具有较强的系统发育信号,不同数据集的不相合性检验结果显示,仅COⅡ+ITS2具有相合性特点。依据3个数据集和4个数据组分别构建了28棵系统发育树,综合分析显示依据COⅡ序列和联合数据组COⅡ+D3+ITS2获得的合一树,以及依据D3序列构建的ML树较为合理。本研究各蚊种的进化关系如下:1.迈蚊系催命按蚊种团成员种间的进化关系应为（（（微小按蚊/微小按蚊A,哈莉森按蚊/微小按蚊C）乌头按蚊）库态按蚊）。D3分析中加入的菩提按蚊,显示与乌头按蚊亲缘关系最近。杰普尔按蚊的位置不稳定,没有得到有效解释。2.新迈蚊系种间的进化关系中,大劣按蚊/大劣按蚊A和白麦按蚊/大劣按蚊D亲缘关系最近。腹簇按蚊和棋斑按蚊关系无法有效解释。3.新塞蚊系的进化关系较为复杂。不能完全支持多斑按蚊复合体为单系群,主要是伪威氏按蚊的进化位置不确定。环纹按蚊种团3种的进化关系,ITS2和COⅡ+ITS2分析时,环纹按蚊种团内进化关系一致为（（雪足按蚊,菲律宾按蚊）环纹按蚊）,并与美彩按蚊聚集在一支中;而其他分子标志不能支持美彩按蚊的位置。从新塞蚊系整体关系来看,本研究无法得出该系在塞蚊亚属中为单系群的结论,其中位置最不稳定的是美彩按蚊、阔鳞按蚊和菲律宾按蚊。4.带热蚊系的无定按蚊和迷走按蚊,仅在COⅡ建树时涉及,但未能很好地解释。5.本研究均支持新塞蚊系与新迈蚊系为并系,之后与迈蚊系聚类;仅D3支持带热蚊系在迈蚊系之前聚类。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1部分 前言
• 1.1 按蚊属分类现状
• 1.2 按蚊属系统学研究现状
• 1.2.1 形态特征
• 1.2.2 分子特征
• 1.3 分子系统树构建方法
• 1.3.1 距离法
• 1.3.2 简约法
• 1.3.3 最大似然法
• 1.3.4 贝叶斯系统发育推论法
• 1.3.5 多源数据集的分析
• 1.4 本研究的目的和意义
• 第2部分 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 蚊虫的来源和鉴定
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器和器皿
• 2.2 方法
• 2.2.1 蚊虫基因组DNA抽提
• 2.2.2 目的基因扩增和测序
• 2.2.3 分子克隆
• 2.2.4 序列数据处理和分析
• 2.2.5 系统发育树构建和外群的选择
• 第3部分 结果与分析
• 3.1 蚊虫基因组DNA提取、PCR扩增及序列测定
• 3.1.1 基因组DNA提取
• 3.1.2 PCR产物的检测
• 3.1.3 分子克隆
• 3.1.4 序列测定
• 3.2 mtDNA-CO Ⅱ基因序列分析
• 3.2.1 CO Ⅱ基因的基本特征
• 3.2.2 序列碱基组成
• 3.2.3 氨基酸组成和密码子应用
• 3.2.4 碱基组成偏向性检验
• 3.2.5 未校正遗传距离
• 3.2.6 碱基饱和性分析
• 3.2.7 随机树长分布分析和PTP检验
• 3.3 rDNA-28S-D3序列分析
• 3.3.1 序列碱基组成
• 3.3.2 未校正遗传距离
• 3.3.3 碱基组成偏向性检验
• 3.3.4 随机树长分布分析与PTP检验
• 3.4 rDNA-ITS2序列分析
• 3.4.1 序列碱基组成
• 3.4.2 未校正遗传距离
• 3.4.3 碱基组成偏向性检验
• 3.4.4 随机树长分布分析与PTP检验
• 3.5 CO Ⅱ、D3与ITS2联合数据组分析
• 3.5.1 序列组成分析
• 3.5.2 碱基组成偏向性检验
• 3.5.3 随机树长分布分析与PTP检验
• 3.5.4 不相合长度差异分析
• 3.6 系统发育树构建方法
• 3.6.1 简约法
• 3.6.2 邻接法
• 3.6.3 最大似然法
• 3.6.4 贝叶斯法
• 3.7 依据不同数据构建的塞蚊亚属系统发育树
• 3.7.1 CO Ⅱ
• 3.7.2 D3
• 3.7.3 ITS2
• 3.7.4 D3+ITS2
• 3.7.5 CO Ⅱ+D3
• 3.7.6 CO Ⅱ+ITS2
• 3.7.7 CO Ⅱ+D3+ITS2
• 3.7.8 系统发育树之比较
• 第4部分 讨论
• 4.1 分子标志在重建塞蚊亚属系统发育关系中的信息量
• 4.1.1 mtDNA-CO Ⅱ
• 4.1.2 rDNA-28S-D3
• 4.1.3 rDNA-ITS2
• 4.1.4 不同基因联合分析
• 4.2 我国塞蚊亚属部分种类的系统发育关系
• 4.3 蚊虫系统发育关系研究展望
• 小结
• 参考文献
• 附录 主要溶液的配制
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果