中国凹距飞虱族DNA条形码研究
发布时间：2020-11-03 12:00
凹距飞虱族Tropidocephalini(半翅目Hemiptera,蜡蝉总科Fulgoromorpha,飞虱科Delphacidae,飞虱亚科Delphacinae)是飞虱亚科昆虫中较大的一个类群,迄今为止全世界已报道了36属190余种,中国23属107种。本文对中国凹距飞虱族昆虫的DNA条形码进行了较系统的研究,主要内容包括:DNA条形码基因片段的筛选、基于DNA条形码的属级阶元系统发育分析、基于DNA条形码的种级阶元系统发育分析、基于DNA条形码的近缘属种的分子鉴定以及DNA条形码在建立新分类单元的应用等。主要研究结果如下:1.DNA条形码基因片段筛选本研究基于COI、16S rDNA和28S rDNA基因序列对中国凹距飞虱族进行了序列组成、R值和遗传距离分析。结果表明:COI表现为明显的A+T偏好性,R值为0.97,其属间遗传距离、种间遗传距离和种内遗传距离差异较为明显,是理想的DNA条形码基因片段。本研究获得了凹距飞虱族11属28种的COI基因序列共42条,初步构建了凹距飞虱族的DNA条形码数据库。2.基于DNA条形码的属级阶元系统发育分析本研究基于COI基因序列,以长突飞虱属Stenocranus作为外群,对凹距飞虱族18个属进行了系统发育分析研究。结果表明,凹距飞虱族的原始类群为高原飞虱属Paranectopia,其中短头飞虱属Epeurysa和罗里飞虱属Lauriana、圆翅飞虱属Yuanchia和竹飞虱属Bambusiphaga、新隆脊飞虱属Neocarinodelphax和叶角飞虱属Purohita、簇角飞虱属Belocera和马来飞虱属Malaxa、类簇角飞虱属Parabelocera gen.nov.和突额飞虱属Arcifrons互为姐妹群,表明他们之间的亲缘关系较近。3.基于DNA条形码的种级阶元系统发育分析本研究基于COI基因序列,以烟翅短头飞虱Epeurysa infumata作为外群,对竹飞虱属Bambusiphaga 16种进行了系统发育分析研究,结果表明:16种竹飞虱分为4大分支,分支1为:翅斑竹飞虱B.maculata+((昆明竹飞虱B.kunmingensis+带纹竹飞虱B.fascia)+(太白山竹飞虱B.taibaishana+基褐竹飞虱B.basifusca));分支2仅包括奇突竹飞虱B.mirostylis;分支3为:((盈江竹飞虱B.yingjiangensis sp.nov.+黑斑竹飞虱B.nigropunctata)+(海南竹飞虱B.hainanensis+巴氏竹飞虱B.bakeri));分支4为:((罗甸竹飞虱B.luodianensis+橘色竹飞虱B.citricolorata)+(台湾竹飞虱B.taiwanensis+黄氏竹飞虱B.huangi)+(景洪竹飞虱B.jinghongensis+叉突竹飞虱B.furca)。基于COI基因序列,以隆脊飞虱Carinodelphax carinatus为外群,对梯顶飞虱属Arcofacies的4个种进行了系统发育分析研究,结果表明:莫里梯顶飞虱A.moliensis和条翅梯顶飞虱A.strigatipennis、梯顶飞虱A.fullawayi和花翅梯顶飞虱A.maculatipennis互为姐妹群,表明他们的亲缘关系较近。该结论与形态学研究的结果一致。4.基于DNA条形码的近缘属、种的分子鉴定本研究基于COI基因序列,以纹翅叶角飞虱Purohita theognis为外群,对叶角飞虱属2个近缘种中华叶角飞虱P.sinica和台湾叶角飞虱P.taiwanensis进行了分子鉴定。结果表明:COI的种间遗传距离明显大于种内遗传距离;同种聚为1支,且支持度为100%。该结论与形态学研究的结果一致。基于COI基因序列,以角颜飞虱属Arcofaciella作为外群,梯顶飞虱属Arcofacies 4个种和突额飞虱属Arcifrons 1个种进行了遗传距离和系统发育分析。结果表明,属间遗传距离为0.124~0.181,属内种间遗传距离为0.131~0.191,属间遗传距离与种间遗传距离出现重叠现象;NJ树底部到端部依次出现的种类是花翅梯顶飞虱A.maculatipennis、莫里梯顶飞虱A.moliensis、突额飞虱A.arcifrontalis、条翅梯顶飞虱A.strigatipennis和梯顶飞虱A.fullawayi。5.基于形态学和DNA建立的新的分类单元本文依据形态学特征建立了1新属,2新种,并利用DNA条形码的分子数据支持了新分类单元的成立。新的分类单元分别是:新属,类簇角飞虱属Parabelocera gen.nov.;新种:透翅类簇角飞虱Parabelocera touchia sp.nov.、盈江竹飞虱Bambusiphaga yingjiangensis sp.nov.。新种模式标本保存于贵州大学昆虫研究所。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S433.3
【部分图文】：
表 3-4 各数据组的序列碱基替换对统计ble 3-4 The sequence bases of each data group are substituted for statiii si sv R TT TC TA TG CC CA CG 群 387 36 37 0.97 145 29 25 2 55 9 1 1tal 387 35 37 0.95 145 29 25 2 55 9 0 1ii = Identical Pairs si = Transitionsal Pairs sv = Transversional Pairs R = Ts/Tv发育信号检测P 距离与 R 值的关系分析 MEGA6.0 软件对数据组的 P 距离与 R 值的关系进行分析， 可知，数据组的 R 值随 P 距离的增加而变化，其 R 值随遗传下降趋势，最终趋向于与横坐标平行。
图 3-2 COI 碱基替换饱和性分析Fig. 3-2 Relationship between P-distance and Tv/Ts based on COI gene由以上可知，COI 饱和性分析的结果显示转换和颠换的趋势线为一条直上升趋势，说明转换和颠换均不存在饱和的趋势，因此能够提供进化信 分子系统树基于 NJ 法应用 Kimura 2-parameter 模型构建系统发育树，如图 3-3。结果显示：高原飞虱属 Paranectopia 位于系统树的最基部构成单系群，形成的一支互为姐妹群；之后其余属分为数支。按分出的先后顺序为：属 Carinofrons、匙顶飞虱属 Tropidocephala、（（罗里飞虱属 Laurian虱属 Epeurysa）+异脉飞虱属 Specinervures）、（（圆翅飞虱属 Yuanc虱属 Bambusiphaga）+角颜飞虱属 Arcofaciella）、（（叶角飞虱属 Puro脊飞虱属 Neocarinodelphax）+隆脊飞虱属 Carinodelphax）、小头飞
图 3-3 基于 COI 构建凹距飞虱族系统发育树（NJ 法）Fig. 3-3 Phylogenetic tree based on COI for Tropidocephalini (NJ method)3 小结与讨论小结：本研究基于 COI 基因序列，以长突飞虱属 Stenocranus 作为外群，对凹距飞虱族 18 个属的属间系统发育关系进行了分析。结果表明，凹距飞虱族的原始类群为高原飞虱属 Paranectopia；罗里飞虱属 Lauriana 和短头飞虱属Epeurysa、竹飞虱属 Bambusiphaga 和圆翅飞虱属 Yuanchia、叶角飞虱属 Purohita和新隆脊飞虱属 Neocarinodelphax、马来飞虱属 Malaxa 和簇角飞虱属 Belocera、突额飞虱属 Arcifrons 和类簇角飞虱属 Parabelocera 互为姐妹群，表明他们之间的亲缘关系较近。COI 基因序列的 R 值为 0.97；P 距离与 R 值的关系分析显示：R 值随遗传
【参考文献】
本文编号：2868543
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S433.3
【部分图文】：
表 3-4 各数据组的序列碱基替换对统计ble 3-4 The sequence bases of each data group are substituted for statiii si sv R TT TC TA TG CC CA CG 群 387 36 37 0.97 145 29 25 2 55 9 1 1tal 387 35 37 0.95 145 29 25 2 55 9 0 1ii = Identical Pairs si = Transitionsal Pairs sv = Transversional Pairs R = Ts/Tv发育信号检测P 距离与 R 值的关系分析 MEGA6.0 软件对数据组的 P 距离与 R 值的关系进行分析， 可知，数据组的 R 值随 P 距离的增加而变化，其 R 值随遗传下降趋势，最终趋向于与横坐标平行。
图 3-2 COI 碱基替换饱和性分析Fig. 3-2 Relationship between P-distance and Tv/Ts based on COI gene由以上可知，COI 饱和性分析的结果显示转换和颠换的趋势线为一条直上升趋势，说明转换和颠换均不存在饱和的趋势，因此能够提供进化信 分子系统树基于 NJ 法应用 Kimura 2-parameter 模型构建系统发育树，如图 3-3。结果显示：高原飞虱属 Paranectopia 位于系统树的最基部构成单系群，形成的一支互为姐妹群；之后其余属分为数支。按分出的先后顺序为：属 Carinofrons、匙顶飞虱属 Tropidocephala、（（罗里飞虱属 Laurian虱属 Epeurysa）+异脉飞虱属 Specinervures）、（（圆翅飞虱属 Yuanc虱属 Bambusiphaga）+角颜飞虱属 Arcofaciella）、（（叶角飞虱属 Puro脊飞虱属 Neocarinodelphax）+隆脊飞虱属 Carinodelphax）、小头飞
图 3-3 基于 COI 构建凹距飞虱族系统发育树（NJ 法）Fig. 3-3 Phylogenetic tree based on COI for Tropidocephalini (NJ method)3 小结与讨论小结：本研究基于 COI 基因序列，以长突飞虱属 Stenocranus 作为外群，对凹距飞虱族 18 个属的属间系统发育关系进行了分析。结果表明，凹距飞虱族的原始类群为高原飞虱属 Paranectopia；罗里飞虱属 Lauriana 和短头飞虱属Epeurysa、竹飞虱属 Bambusiphaga 和圆翅飞虱属 Yuanchia、叶角飞虱属 Purohita和新隆脊飞虱属 Neocarinodelphax、马来飞虱属 Malaxa 和簇角飞虱属 Belocera、突额飞虱属 Arcifrons 和类簇角飞虱属 Parabelocera 互为姐妹群，表明他们之间的亲缘关系较近。COI 基因序列的 R 值为 0.97；P 距离与 R 值的关系分析显示：R 值随遗传
【参考文献】
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本文编号：2868543
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