青藏高原琵甲族部分属的系统发育与历史生物地理学
发布时间：2020-12-23 22:31
琵甲族Blaptini是拟步甲科Tenebrionidae昆虫中1个十分重要类群,主要分布于亚洲中东部。迄今为止,该族昆虫全球已描述746种（亚种）,隶属于6亚族27属,中国已报道20属271种（亚种）。学术界对该类群的分类研究关注颇多,并构建了多样化的分类体系,尤以Medvedev（2001）的5亚族23属分类系统和任国栋（2016）的6亚族27属分类系统较为完善,但这些分类系统均依据比较形态学特征而建立。为验证已有基于形态学数据建立的分类系统的可信性,本文以中国琵甲族的12个代表属为研究对象,基于3个线粒体基因（COI;Cytb;16S rDNA）和1个核基因（28S rDNA-D2）片段的DNA序列,对该族部分属的分子系统发育关系和可能起源时间进行了初步探索;依据青藏高原特有属——小琵甲属Gnaptorina 28个种的58个样本构建了该属的分子系统发育树,并进行了分子物种界定、分子钟定时和历史生物地理学研究,初步取得以下研究成果:1.基于4个基因片段建立了首个小琵甲属Gnaptorina的分子系统发育树通过Automatic Barcode Gap Discovery（ABGD...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
地中海地区琵甲的系统发育树,引自Condamine et al.(2013)
对于不同的基因片段所使用的引物以及聚合酶链反应(PCR)条件见表3,PCR采用Ta KaRa Ex Taq进行PCR扩增(Ta Ka Ra,中国大连)。PCR反应体系均为25μL;PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,并用凝胶成像系统拍照。确定有目标条带的PCR产物由通用生物系统(安徽)有限公司和苏州金唯智生物科技有限公司测序完成。2.1.4 序列比对及数据组成
总的来说,依据分子数据获得的亚属间的系统发育关系与依据形态特征建立的亚属存在一定的分歧,分子系统发育分析结果对验证以形态学特征建立的分类系统具有重要参考意义。本文第1次依据分子数据建立了小琵甲属Gnaptorina的系统发育树(图3),分子系统发育分析结果支持了小琵甲属Gnaptorina的单系性,但北方小琵甲亚属Boreoptorina[仅包含心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998]与西方小琵甲亚属Hesperoptorina的物种聚为一支共同构成一个单系,这与依据形态特征对小琵甲属的亚属划分结果不完全一致。Medvedev(2009)对这两个亚属的划分,主要依据雄虫前足胫节端部内侧刚毛的稀疏或稠密,雄虫阳基侧突从基部到端部直型收缩或弓形收缩这些形态特征而区分。通过对这两个亚属(包括模式种)所有物种的重新核查,我们认为这一形态特征并不能作为亚属划分的唯一依据,北方小琵甲亚属Boreoptorina Medvedev,2009应该作为西方小琵甲亚属Hesperoptorina Medvedev,2009的次异名。北方小琵甲亚属Boreoptorina的心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998相应转移到西方小琵甲亚属Hesperoptorina,按照国际动物命名法规,对应的种名为G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。Hesperoptorina,按照国际动物命名法规,对应的种名为G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。同时,分子系统发育分析结果显示分支Clade 2为一个单系群,通过比较该分支的2个物种(长角小琵甲G.longicornis和磨光小琵甲G.polita sp.n.)的形态特征后,发现这2个物种的雌虫前足第1跗节下侧具毛刷,雄虫前足胫节自中部至端部内侧微凹,端部弱弯,而区别于其他2个亚属。Medvedev(2009)在对小琵甲属细分亚属时,认为长角小琵甲G.longicornis的后足胫节弧形弯曲,该特征不是小琵甲属Gnaptorina的属征,而与塔琵甲属Tagonoides更接近,但是又不具有塔琵甲属Tagonoides阳基侧突显著伸长和向端部明显收缩的典型特征。因此,他将该种作为“问题种”暂且搁置,并未归入小琵甲属Gnaptorina的任何一个亚属。综合本文分子系统发育分析的结果,分支Clade 2的单系性得到很好的支持(u BV=100%;PP=1.0),我们认为应将分支Clade2作为小琵甲属的一个新亚属南方小琵甲亚属Austroptorina Bai,Li&Ren subgen.n.处理更为合理(Clade 2,图3)。图3.基于94-taxa的3个线粒体基因和1个核基因序列(COI,Cytb,16S r DNA,28S r DNA),2327 bp的串联数据集获得的小琵甲属Gnaptorina的系统发育树和物种界定结果。树的每个节点的支持度由贝叶斯推断得到的后验概率(PP)和最大似然法推断得到的超快bootstrap值(u BV)表示。彩色柱形条带表示现存的形态物种数(粉红色),以及8种物种划分方案的分子物种界定分析结果(黄色、浅绿色、红色和紫色);对于单基因COI/Cytb的界定结果中,灰色柱形条带表示缺失的序列信息;35个MOTUs为ABGD、GMYC和PTP分子物种界定分析得出的结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]喙尾琵甲成虫存活及产卵量的影响因子[J]. 赵敏,冀焕红,何钊,孙龙,冯颖. 环境昆虫学报. 2019(01)
[2]基于MaxEnt模型的突颊侧琵甲新疆潜在地理分布预测和主要影响因子分析[J]. 李培先,郑江华,林峻,麦迪·库尔曼,肖宏伟,吴建国. 植物保护学报. 2017(03)
[3]青藏高原隆升阶段性[J]. 方小敏. 科技导报. 2017(06)
[4]青藏高原的地质特征与形成演化[J]. 王振涛. 科技导报. 2017(06)
[5]How many sutures in the southern Central Asian Orogenic Belt:Insights from East Xinjiang-West Gansu（NW China）?[J]. Wenjiao Xiao,Chunming Han,Wei Liu,Bo Wan,Ji’en Zhang,Songjian Ao,Zhiyong Zhang,Dongfang Song,Zhonghua Tian,Jun Luo. Geoscience Frontiers. 2014(04)
[6]Sky islands of southwest China.I:an overview of phylogeographic patterns[J]. Kai He,Xuelong Jiang. Chinese Science Bulletin. 2014(07)
[7]宁夏盐池荒漠草原不同生境对琵甲物种多样性的影响[J]. 贺海明,贾彦霞. 西北农业学报. 2012(12)
[8]基于防御腺特征的琵甲族属级阶元系统发育关系分析(鞘翅目:拟步甲科)[J]. 刘超,任国栋. 昆虫学报. 2012(10)
[9]青藏高原兽类分布格局及动物地理区划[J]. 黄薇,夏霖,杨奇森,冯祚建. 兽类学报. 2008(04)
[10]青藏高原丽蝇科昆虫物种多样性初探[J]. 敖虎,王明福,徐洋. 华东昆虫学报. 2007(04)
本文编号：2934447
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
地中海地区琵甲的系统发育树,引自Condamine et al.(2013)
对于不同的基因片段所使用的引物以及聚合酶链反应(PCR)条件见表3,PCR采用Ta KaRa Ex Taq进行PCR扩增(Ta Ka Ra,中国大连)。PCR反应体系均为25μL;PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,并用凝胶成像系统拍照。确定有目标条带的PCR产物由通用生物系统(安徽)有限公司和苏州金唯智生物科技有限公司测序完成。2.1.4 序列比对及数据组成
总的来说,依据分子数据获得的亚属间的系统发育关系与依据形态特征建立的亚属存在一定的分歧,分子系统发育分析结果对验证以形态学特征建立的分类系统具有重要参考意义。本文第1次依据分子数据建立了小琵甲属Gnaptorina的系统发育树(图3),分子系统发育分析结果支持了小琵甲属Gnaptorina的单系性,但北方小琵甲亚属Boreoptorina[仅包含心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998]与西方小琵甲亚属Hesperoptorina的物种聚为一支共同构成一个单系,这与依据形态特征对小琵甲属的亚属划分结果不完全一致。Medvedev(2009)对这两个亚属的划分,主要依据雄虫前足胫节端部内侧刚毛的稀疏或稠密,雄虫阳基侧突从基部到端部直型收缩或弓形收缩这些形态特征而区分。通过对这两个亚属(包括模式种)所有物种的重新核查,我们认为这一形态特征并不能作为亚属划分的唯一依据,北方小琵甲亚属Boreoptorina Medvedev,2009应该作为西方小琵甲亚属Hesperoptorina Medvedev,2009的次异名。北方小琵甲亚属Boreoptorina的心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998相应转移到西方小琵甲亚属Hesperoptorina,按照国际动物命名法规,对应的种名为G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。Hesperoptorina,按照国际动物命名法规,对应的种名为G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。同时,分子系统发育分析结果显示分支Clade 2为一个单系群,通过比较该分支的2个物种(长角小琵甲G.longicornis和磨光小琵甲G.polita sp.n.)的形态特征后,发现这2个物种的雌虫前足第1跗节下侧具毛刷,雄虫前足胫节自中部至端部内侧微凹,端部弱弯,而区别于其他2个亚属。Medvedev(2009)在对小琵甲属细分亚属时,认为长角小琵甲G.longicornis的后足胫节弧形弯曲,该特征不是小琵甲属Gnaptorina的属征,而与塔琵甲属Tagonoides更接近,但是又不具有塔琵甲属Tagonoides阳基侧突显著伸长和向端部明显收缩的典型特征。因此,他将该种作为“问题种”暂且搁置,并未归入小琵甲属Gnaptorina的任何一个亚属。综合本文分子系统发育分析的结果,分支Clade 2的单系性得到很好的支持(u BV=100%;PP=1.0),我们认为应将分支Clade2作为小琵甲属的一个新亚属南方小琵甲亚属Austroptorina Bai,Li&Ren subgen.n.处理更为合理(Clade 2,图3)。图3.基于94-taxa的3个线粒体基因和1个核基因序列(COI,Cytb,16S r DNA,28S r DNA),2327 bp的串联数据集获得的小琵甲属Gnaptorina的系统发育树和物种界定结果。树的每个节点的支持度由贝叶斯推断得到的后验概率(PP)和最大似然法推断得到的超快bootstrap值(u BV)表示。彩色柱形条带表示现存的形态物种数(粉红色),以及8种物种划分方案的分子物种界定分析结果(黄色、浅绿色、红色和紫色);对于单基因COI/Cytb的界定结果中,灰色柱形条带表示缺失的序列信息;35个MOTUs为ABGD、GMYC和PTP分子物种界定分析得出的结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]喙尾琵甲成虫存活及产卵量的影响因子[J]. 赵敏,冀焕红,何钊,孙龙,冯颖. 环境昆虫学报. 2019(01)
[2]基于MaxEnt模型的突颊侧琵甲新疆潜在地理分布预测和主要影响因子分析[J]. 李培先,郑江华,林峻,麦迪·库尔曼,肖宏伟,吴建国. 植物保护学报. 2017(03)
[3]青藏高原隆升阶段性[J]. 方小敏. 科技导报. 2017(06)
[4]青藏高原的地质特征与形成演化[J]. 王振涛. 科技导报. 2017(06)
[5]How many sutures in the southern Central Asian Orogenic Belt:Insights from East Xinjiang-West Gansu（NW China）?[J]. Wenjiao Xiao,Chunming Han,Wei Liu,Bo Wan,Ji’en Zhang,Songjian Ao,Zhiyong Zhang,Dongfang Song,Zhonghua Tian,Jun Luo. Geoscience Frontiers. 2014(04)
[6]Sky islands of southwest China.I:an overview of phylogeographic patterns[J]. Kai He,Xuelong Jiang. Chinese Science Bulletin. 2014(07)
[7]宁夏盐池荒漠草原不同生境对琵甲物种多样性的影响[J]. 贺海明,贾彦霞. 西北农业学报. 2012(12)
[8]基于防御腺特征的琵甲族属级阶元系统发育关系分析(鞘翅目:拟步甲科)[J]. 刘超,任国栋. 昆虫学报. 2012(10)
[9]青藏高原兽类分布格局及动物地理区划[J]. 黄薇,夏霖,杨奇森,冯祚建. 兽类学报. 2008(04)
[10]青藏高原丽蝇科昆虫物种多样性初探[J]. 敖虎,王明福,徐洋. 华东昆虫学报. 2007(04)
本文编号：2934447
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