中国新锹甲属（鞘翅目：锹甲科）分子系统发育研究
发布时间：2020-08-15 08:43
【摘要】：新锹甲属(Nolucanus Thomson)的物种具有复杂的表型差异。同种内常共存雌雄二型、雄性多型及不同的色斑型,很多不同种间的外部形态高度相似,且缺少有效的内部解剖特征予以区分,因此该属的分类问题非常突出。目前从分子系统发育角度来探索和解决该属种间关系的研究较少。中国是世界上该属物种多样性最丰富的国家,但多数已知种的分类地位仍需进一步厘清。本研究针对上述问题,选取了中国区系的新锹甲包括华新锹甲复合种(Neolucanus sinicus complex)共计26个种101个样本,开展基于多基因联合标记的分子系统发育研究。同时通过第二代测序技术(The next-generation sequencing),对该属的线粒体基因组进行研究。主要结果如下:(1)获取了质量较好的基因片段:16S rDNA(16S ribosomal DNA)片段177条,长度为862 bp;COI(cytochrome oxidase subunit Ⅰ)片段286条,长度为927 bp;Cytb(cytochrome b)片段241条,长度为774 bp;28S rDNA(28S ribosomal DNA)片段113条,长度为816 bp;WG(Wingless)片段99条,长度为411 bp;(2)系统发育分析支持了新锹甲属是一个单系,与奥锹甲属Odontolabis存在姐妹群关系;中国区系的新锹甲属分成三大支:喜马(HM)支系(云南及西藏地区),西南(SW)支系(广西,贵州地区)和东南(SE)支系(广东,浙江,福建地区);在东南(SE)分支内,华新锹甲复合种的4亚种也聚成1个亚支,且黯光新锹甲与胜利新锹甲呈嵌套分布;(3)分化时间估算表明新锹甲属与其姐妹群奥锹甲属的最近共祖时间约在中新世早期(17.61～30.12 Mya);在新锹甲属多样化动态构成中,物种数目在5 Mya前增长呈现缓慢趋势,直到5Mya左右物种数目开始呈现快速增加趋势,并且单位时间内增长的物种数量在剧烈增加。(4)共获得了7种新锹甲属的线粒体基因组全序列,长度在16,183～18,299 bp之间,结构和组成均与经典昆虫线粒体基因组相符合。基于线粒体基因组序列的系统发育分析也支持了新锹甲属的单系性,与多基因片段联合标记所获得的结果较为一致。(5)通过线粒体基因组数据提供的序列参考,成功设计了多对高效引物,有效的提高了 COI,16S rDNA,Cytb基因序列质量,解决了该属中长期存在的因引物质量不佳导致的基因扩增问题。综合上述结果,我们得出如下结论:中国新锹甲属约在中新世早期开始分化,并进一步分为喜马、西南和东南三大支系;约在上新世早期出现了快速物种分化;这些演化进程可能与欧亚大陆发生的一系列重要地质事件及其所导致的生态环境变迁和气候动荡有关。在华新锹甲复合种内,3个种即华新锹甲、月斑新锹甲和胜利新锹甲的分类地位得到了支持,黯光新锹甲与胜利新锹甲为异名关系。通过第二代测序技术获得的线粒体全基因组数据能帮助改善线粒体基因片段的引物设计,从而有效提升片段扩增并获得高质量的基因数据。本研究为进一步探索新锹甲属的物种形成与演化奠定了基础,也为深入开展锹甲科昆虫的生态保育积累了必需的遗传学数据。
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q969.48
【图文】：
检测系统发育信号的方法有很多种，本研宄中，选用碱基替换饱和性分析来逡逑检测系统发育信号，以遗传距离（Ｐ－ｄｉｓｔａｎｃｅ）为横坐标，以转换（Ｔｓ－ｏｎｌｙ）颠换逡逑（Ｔｖ－ｏｎｌｙ）分别为纵坐标绘制喊基替换饱和性关系图［７９］，具体结果见图３－１－３－５．逡逑在这５个基因中，转换距离（Ｔｓ值）始终高于颠换距离（Ｔｖ值），表明这５个基逡逑因的转换值是要高于颠换值的，而转换值、颠换值和遗传距离（Ｐ－ｄｉｓｔａｎｃｅ）的关系逡逑均为线性关系，转换值和颠换值随着遗传距离的增大而明显增长，仅１６ＳｒＤＮＡ逡逑的X棾し冉衔交海溆啵锤龌虻脑龀し榷冀峡臁７治鼋峁砻鳎蹈龌义弦蚨嘉创锏揭桓鑫榷ㄖ担栽谒孀乓糯嗬氲脑黾佣龀ぃ虼宋创锏奖ズ停慑义弦杂米飨低撤⒂治觥ｅ义蟂缅澹裕箦澹ｅ辶耍鲥义希埃保福板义希埃保叮板义
本文编号：2793880
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q969.48
【图文】：
检测系统发育信号的方法有很多种，本研宄中，选用碱基替换饱和性分析来逡逑检测系统发育信号，以遗传距离（Ｐ－ｄｉｓｔａｎｃｅ）为横坐标，以转换（Ｔｓ－ｏｎｌｙ）颠换逡逑（Ｔｖ－ｏｎｌｙ）分别为纵坐标绘制喊基替换饱和性关系图［７９］，具体结果见图３－１－３－５．逡逑在这５个基因中，转换距离（Ｔｓ值）始终高于颠换距离（Ｔｖ值），表明这５个基逡逑因的转换值是要高于颠换值的，而转换值、颠换值和遗传距离（Ｐ－ｄｉｓｔａｎｃｅ）的关系逡逑均为线性关系，转换值和颠换值随着遗传距离的增大而明显增长，仅１６ＳｒＤＮＡ逡逑的X棾し冉衔交海溆啵锤龌虻脑龀し榷冀峡臁７治鼋峁砻鳎蹈龌义弦蚨嘉创锏揭桓鑫榷ㄖ担栽谒孀乓糯嗬氲脑黾佣龀ぃ虼宋创锏奖ズ停慑义弦杂米飨低撤⒂治觥ｅ义蟂缅澹裕箦澹ｅ辶耍鲥义希埃保福板义希埃保叮板义
本文编号：2793880
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