皮蠹科DNA条码分类技术研究

发布时间：2019-07-26 17:44

【摘要】：皮蠹科(Dermestidae)隶属鞘翅目(Coleoptera)皮蠹总科(Dermestoidea),是一类重要的储藏物害虫,食性杂、繁殖力强,危害严重。皮蠹科广泛分布于世界各地,目前全世界已知1000多种,我国约有100余种。种类准确识别鉴定是害虫防治的基础,皮蠹科分类以成虫形态研究为主,幼虫形态相似较难区别,由于形态研究对鉴定人员的分类知识和经验要求较高,实际工作中种类鉴定困难较大。近年来,快速发展的分子生物学技术为昆虫种类的快速鉴定提供了新的方法,但皮蠹科昆虫的分子生物学研究仍处于初步阶段,且目前的分子研究多集中于斑皮蠹属(Trogoderma),也未有针对皮蠹科内相关属之间系统的分子进化研究。本文为首次利用DNA条形码技术对皮蠹科仓储害虫进行分类研究。从DNA提取方法、PCR体系扩增进行试验探索,构建皮蠹科分子系统发育关系,初步建立起皮蠹科基因条形码数据库,以期利用DNA条形码技术实现对皮蠹科害虫的快速分类鉴定。研究内容及结果包括:1.研究皮蠹科形态分类,分析重要种类的鉴定特征,摄取各种的背、腹、侧面高清图辅助鉴定。2.优化DNA提取方法,探索了不同预处理方法对DNA提取效果的影响。经过预处理后,一定程度上减少了基因组DNA的断链,DNA更易扩增长片段,且不同位点扩增效果也较好,其中以9%Na Cl溶液3h预处理后的昆虫标本,利用磁珠法所提DNA的质量及PCR扩增效果最佳。3.建立适宜的PCR扩增体系。反应体系中加入牛血清蛋白并增加Mg2+浓度,能提高PCR扩增效率及条带质量。设计的4对外围巢式引物以A5/A6扩增效果最优,最佳退火温度为49℃。基于序列分析建立的5对巢式PCR组合,均能适用于较低浓度DNA扩增。4.COⅠ基因(细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ基因)序列分析。所获皮蠹科COⅠ基因扩增序列为前端357bp及后端609bp片段,分别进行拼接校正、比对,利用MEGA分析了各序列保守位点、变异位点、简约信息位点、自裔位点、各数据组碱基组成、碱基频率、氨基酸组成、密码子使用情况,计算各物种间的遗传距离及标准差,转换与颠换比例。并对序列数据组系统发育信号进行检测,证实序列非随机数据,可为下一步构建系统发育树提供依据保证。5.系统发育研究。采用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)两种建树方法,对皮蠹科COⅠ前、后两端序列组及其翻译的氨基酸进行分析,构建系统发育树。皮蠹科COⅠ基因后端序列片段所包含遗传信息更丰富,构建的系统发育树较少发生偏离,同形态分类的一致性高于前端片段,更适于作为皮蠹科系统发育关系研究。6.DNA条形码初步构建。基于各物种间遗传距离、NJ系统发育树、barcoding gap三方面对皮蠹科COⅠ基因前端序列进行分析评价,该片段完全符合DNA条形码有效性的检验标准,可达到种鉴定目的。利用所获的该段基因初步构建了皮蠹科3属的DNA条形码。
【图文】：

皮蠹科DNA条码分类技术研究

第一章引言皮蠹科 DNA 条码分类技术研究族增加了 Ctesiini，其他同 Zhantiev[8]。Zhantiev[8]基于皮蠹科成虫、幼虫及蛹的 36 个形态特征，构建了系统发育进化树，如图 1-1。Háva[9]较 Zhantiev[8]包含了更多已更新的种属，分析其 4 亚科内 11 个主要族群的系统发育关系如图 1-2。 Háva[9]认为 Trinodini 和 Trichelodini（分支 4、5）与Attagenini、Egidyellini、Anthrenini、Megatomini、Thylodriadini（分支 6~10）在分类特征上差异较显著，亲缘关系较远，应当分为两个不同亚科。而 Zhantiev[8]将 Trinodini、Trichelodini 与 Anthrenini 聚为一支，，列入了同一亚科。

皮蠹科DNA条码分类技术研究

Attagenini、Egidyellini、Anthrenini、Megatomini、Thylodriadini（分支 6~10）在分类特征上差异较显著，亲缘关系较远，应当分为两个不同亚科。而 Zhantiev[8]将 Trinodini、Trichelodini 与 Anthrenini 聚为一支，列入了同一亚科。图 1-1 皮蠹科 11 族形态学系统发育关系分支图（Zhantiev，2000）[8]注：分支末端各族名均略写。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S433.5

【参考文献】