中国斑腿蝗科部分种类分子系统学研究

论文题目: 中国斑腿蝗科部分种类分子系统学研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 动物学

作者: 芦荣胜

导师: 黄原

关键词: 斑腿蝗科,分子系统学

文献来源: 陕西师范大学

发表年度: 2005

论文摘要: 斑腿蝗科(Catantopidae)隶属于直翅目蝗亚目蝗总科(Orthoptera:Caelifera:Acridoidea),是蝗总科中最大的科。我国已知16亚科93属,分布于东洋区的居多,古北区种类较少。其中中华稻蝗、日本黄脊蝗、棉蝗、短星翅蝗等种类为农业生产上的重要害虫,对它们的系统分类学研究不仅具有理论意义,同时在蝗虫防治的农业生产实践中也具有较为重要的应用价值。近些年来从形态学,细胞学等方面对斑腿蝗科系统学研究具有一些报道,但目前国内外对斑腿蝗科昆虫较为全面的分子系统学研究还非常少。本研究以线粒体基因16SrDNA、Cytb及核基因28SrDNA为分子标记,对斑腿蝗科部分种类的系统发育关系进行了重建,为斑腿蝗科的系统学研究提供分子证据。 本研究采用PCR产物直接测序法测定了9亚科30种斑腿蝗及1种癞蝗(外群)的线粒体Cytb(708bp)(只有其中的27种)、16SrDNA(522bp左右)以及核基因28SrDNA(512bp左右)的部分片段,对三个基因序列片段的组成成分、替换饱和性、分类单元间碱基组成的偏向性以及系统发育信号进行了检验。对三个基因片段之间的相合性进行了分析。采用MP、NJ、ML和BI分别对Cytb、16SrDNA、28SrDNA及三基因片段组成的联合数据集进行建树并比较得出以下结论: 1.30种斑腿蝗科昆虫线粒体基因Cytb及16SrDNA具有昆虫线粒体所具有的高A+T含量,二基因片段分别为72.9%与68.7%;而核基因28SrDNA只有36%。替换饱和性分析结果表明16SrDNA的环区及Cytb的第三位点存在部分饱和现象。Cytb第三位点在各分类单元间存在碱基组成偏向性。PTP及树长分布检测表明,三数据组及子集、联合数据集都具有较强的系统发育信号,同时发现各数据集子集的gl值具有叠加性。联合数据集的gl也表现为各数据集之间的叠加结果,但其gl值却小于Cytb的gl值,分析认为这一现象是由于数据集之间的部分冲突所致。 2.ILD检验结果表明16SrDNA环区与Cytb第三位点间具有显著的不相合性,相关系数检验得出相反的结论,分析认为二者之间存在潜在的相合性,不相合原因是二者所含有的进化噪音引起的,故认为可以进行联合分析。 3.采用四种方法对三数据集及联合数集分别构建MP、NJ、ML、BI树,比较三数据集与联合数据集所建树,三数据集四种方法所建树与联合树都存在一定的差异,但都支持大多数的分支关系。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一部分 前言

1 斑翅蝗科的分类地位及研究现状

1.1 直翅目的亚目

1.2 短角亚目的分类和蝗总科的分类地位

1.3 斑腿蝗科的基本情况及我国斑腿蝗系统学研究现状

2 分子系统学的基本原理及方法

2.1 分子系统学

2.2 分子系统学常用的分子标记

3 线粒体基因组及基因在分子系统学中的应用

3.1 动物线粒体基因的结构特点

3.2 线粒体基因的遗传特点

3.3 线粒体基因在系统发育中的应用

4 核rDNA在分子系统学中的应用

5 16S rDNA、28S rDNA及Cyt b的分子系统学研究现状

5.1 16S rDNA在分子系统学中的应用情况

5.2 Cyt b在系统学中的应用情况

5.3 28S rDNA在系统学中的研究进展

6 本课题研究的目的和意义

第二部分 材料与方法

1 实验材料

1.1 材料来源

1.2 仪器和试剂

2 实验方法

2.1 总DNA提取

2.2 PCR扩增

2.3 PCR产物纯化

2.4 测序PCR反应

3 实验数据处理和分析

3.1 序列编辑及序列比对

3.2 序列组成分析

3.3 碱基频率的检测

3.4 数据组信号检测

3.5 数据集之间的可联合性分析检验

3.6 建树

第三部分 结果分析

1 基因组总DNA的提取、PCR扩增及序列的测定

1.1 总DNA提取

1.2 PCR扩增

1.3 PCR产物测序

2 实验数据处理和分析

2.1 序列编辑和序列比对结果

2.2 序列组成成份及p距离

2.3 数据集系统发育信号检验

3 建树

3.1 简约法建树

3.2 距离法建树

3.3 最大似然法建树

3.4 贝叶斯法建树

3.5 四种方法所建树的比较

4 斑腿蝗科部分种类的系统发育关系

第四部分 讨论

讨论

第五部分 总结

总结

参考文献

附录1 联合数据集比对结果

附录2 部分种类测序荧光峰图

致谢

攻读学位期间发表论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

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