叶蜂科昆虫分子系统学初步研究

论文摘要

本文采用CTAB法提取了在100%酒精-20℃低温条件下保存的46个叶蜂成虫标本的基因组DNA, PCR扩增了28SrRNA、16S rRNA、12SrRNA3个基因的部分片段,结合Genebank下载的12个样品,共获得58个样品。ClustalX1.83比对后28SrRNA长559bp,变异位点88个,简约信息位点52个；16S rRNA长403bp,变异位点232个,简约信息位点198个；12SrRNA长365bp,变异位点266个,简约信息位点221个；用Mega4.0计算DNA序列的碱基组成,结果表明：16S rRNA和12S rRNA平均碱基组成有明显TA的偏好,平均TA含量分别为81.2%和82.4%。基于28S rRNA、16S rRNA及12S rRNA3个基因的部分序列以及此三基因的拼节序列,以Xyela sp.、Macroxyela ferruginea、Megalodontes cephalotes、Onycholyda amplecta和Cephus pygmaeus 5种为外群,以叶蜂科昆虫9亚科30属44种以及与叶蜂科的近缘科茸蜂科、三节叶蜂科、筒腹叶蜂科、锤角叶蜂科以及松叶蜂科为内群,采用Bayesian法和NJ法分析它们在分子水平的系统发育。研究结果表明：Bayesian和NJ法对同一序列构建的分子系统树的拓扑结构基本相似。28S rRNA分子系统树上叶蜂科昆虫内部关系以及与相近的类群之间的演化关系不清楚。16SrRNA分子系统树显示,Siobla与Macrophya及Pachyprotasis构成一分支；Tenthredo与Blennocampini （Blennocampa和Monophadnoides）以及Busarbidea聚在一起,构成一分支；Lagidina与Aglaostigma各自成一分支；Allantinae（不包括Allantus）构成一分支；Heptamelus与Dolerinae （Loderus和Dolerus）构成一分支；Athalia与Arge构成一分支；Blennocampinae的Eutomostethus、Erythraspides及Phymatoceropsis与Aneugmenini （Aneugmenus、Neostromboceros和Linorbita）构成一分支；以上所有分支均为并系关系。12S rRNA分子系统树显示,Tenthredininae （不包括Siobla）与Allantinae（不包括All ant us）构成单系,它们与Blennocampinae的Blennocampa、Monophadnoides以及Phymatoceropsis共同构成一分支；Beleses与Erythraspides与上面的分支一起构成单系群,再与Athalia构成单系;此单系群与Dolerinae （Loderus和Dolerus）以及Heptamelus等类群是并系关系；这个并系群与Nematinae （Cladius和Priophorus）是并系关系。综合分子系统树显示：叶蜂科9亚科30属44种昆虫在分子水平上构成单系群,Tenthredininae（不包括Siobla）构成一分支；Allantinae（不包括Allantus） 6属构成一分支；Erythraspides及Phymatocerops is与Aneugmenini构成一分支；Busarbidea、Eutomostethus及Siobla构成一分支；Beleses与Blennocampini构成一分支；Heptamelus与Dolerinae （Loderus和Dolerus）构成一分支；Athalia单独一分支；上述7个分支组成的支系与Cladius、Priophorus、Nesoelandria以及Allantus构成的分支为姊妹群。基于28S rRNA.16S rRNA.12S rRNA及此三基因的拼节序列的分子系统树与形态学系统树拓扑结构的相互比较,结果表明：测得的28S rRNA片段序列不适合做叶蜂科昆虫科级及科级以下阶元系统发育分析,16S rRNA和12S rRNA片段序列适合用于重建叶蜂科昆虫系统发育,其中16S rRNA适合研究同族内属间、同属内不同种团之间的系统关系分析；12S rRNA适合用于亚科及亚科内不同族、属之间的系统关系分析。三基因片段的拼接序列可做叶蜂科与相近科、亚科之间及以下阶元的分子系统发育分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 分子系统学的研究内容
• 1.1.1 核基因序列
• 1.1.2 线粒体基因（mtDNA）序列
• 1.2 分子系统学研究技术
• 1.3 分子系统树构建方法
• 1.4 广腰亚目系统学研究进展
• 1.5 中国叶蜂科昆虫研究现状
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 样本
• 2.1.2 实验用品
• 2.2 方法
• 2.2.1 DNA提取方法
• 2.2.2 PCR扩增
• 2.2.3 PCR产物检测、纯化及测序
• 2.2.4 数据处理的相关软件
• 2.2.5 外群选择
• 2.2.6 系统发育关系分析
• 3 研究结果
• 3.1 PCR扩增结果
• 3.2 三种基因序列长度和碱基组成
• 3.3 碱基替换统计
• 3.4 Model选择
• 3.5 分子系统树
• 3.5.1 28S rRNA分子系统树
• 3.5.2 16S rRNA分子系统树
• 3.5.3 12S rRNA分子系统树
• 3.5.4 综合分子系统树
• 4 结果分析与结论
• 4.1 28S rRNA和16S rRNA分子系统树比较
• 4.2 16S rRNA和12S rRNA分子系统树比较
• 4.3 分子系统树与形态学系统树的比较
• 4.4 结论和讨论
• 参考文献
• 附录A 28S rRNA multiple sequence alignment
• 附录B 16S rRNA multiple sequence alignment
• 附录C 12S rRNA multiple sequence alignment
• 附录D 攻读硕士学位期间的主要学术成果
• 致谢