收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

DNA条形码在中国榕小蜂中的应用研究

李艳伟  
【摘要】: 榕树(桑科:榕属)与榕小蜂(昆虫纲:膜翅目:小蜂总科)在形态学、生理学和行为学上的协同适应使其成为协同进化研究的经典模型。根据是否为榕树传粉可以将榕小蜂分为传粉榕小蜂和非传粉榕小蜂。榕树为榕小蜂提供食物和栖息场所来保证小蜂的生长、发育及繁衍后代,同样传粉榕小蜂又为榕树传粉以保证其有性繁殖,形成了典型的互惠共生现象。通常情况下,榕树与传粉榕小蜂之间是专性共生关系。但是随着大量分子研究的深入,逐步瓦解了这种严格意义上的“一对一”关系。同样,作为榕树——榕小蜂系统中的重要组成部分——非传粉榕小蜂也受到越来越多的关注,其寄主专一性问题也成为热点。 然而,关于榕树与榕小蜂关系的大量研究的进行,都必需建立在准确有效的分类系统之上。令人堪忧的是,榕小蜂的分类面临着传统分类难以逾越的难题。绝大部分榕小蜂种存在极端的雌雄异形和雄性多型现象,使仅依靠形态的分类很难正确鉴定这些小蜂的身份,更不用说进一步解决种内雌雄配对问题。除此之外,通常非传粉榕小蜂的几个亚科或属的物种同时寄生一种榕树,使整个系统更加复杂。有时几种形态上相似的近缘种共存于同一种榕果,以及隐蔽的交配行为等都大大加剧了榕小蜂(特别是非传粉榕小蜂)物种鉴定和同种雌雄配对的难度。这也是非传粉榕小蜂分类研究相对滞后的原因之一。这些榕小蜂的特殊现象直击传统分类的弱点,让我们不得不寻求新的有效的方法来解决问题,同时也给我们提供了很好的机会来探讨分类学上令人头痛的问题。因此,榕小蜂分类系统急需结合分子手段来帮助传统分类的发展。 2003年,由Hebert等提出的DNA条形码技术,根据标准基因序列(线粒体基因COI)的种间差异大于种内差异的原理实现准确快速的物种鉴定,并且在昆虫类、鱼类、鸟类、贝类、植物、菌类等物种中得到了较好地应用。目前,COI基因在动物中的广泛使用,不仅快速补充了已命名物种的分子数据,而且加速了新物种的发现;COI序列甚至有时成为至关重要不可比拟的“分类特征”,并在一些类群中发现了大量的隐存种,让分类学家、生态学家需要重新估计生物多样性。尽管DNA条形码也受到年轻种、近缘种、祖先多型现象、Wolbachia感染等多个因素的制约,但大量的事实证明它的鉴定能力和效果是不容忽视的。 目前世界范围内,对传粉榕小蜂的研究较为深入;相比较而言,非传粉榕小蜂的研究只是刚刚开始。尤其是中国,小蜂的研究更是刚刚起步,目前为止还没有系统地将中国境内的榕小蜂进行大规模的形态分类及分子鉴定的研究。本研究选择了来自中国南方5个省市的雌雄同株和雌雄异株的榕树共38种上生活的约388个临时形态种共2256个标本进行试验。预计解决榕小蜂的身份鉴定、种内雌雄配对、寄主专一性、COI基因多样性格局等方面的问题。结果显示:DNA条形码能成功将榕小蜂鉴定到种级水平,共得到189个种,并解决95%以上榕小蜂雌雄配对问题,大于一半以上的榕小蜂种内差异小于2%。未解决的种主要表现在:本身未采集到的同种雌虫或雄虫,同一个形态种出现2个及以上的单体群。形态数据和分子数据存在约90%的一致性,包括需要改正的形态鉴定错误和不确定的需要增加基因的分子数据。同时发现:中国榕小蜂隐存种的发生主要由于地理差异而产生,传粉榕小蜂产生的几率高于非传粉榕小蜂。由地理差异产生的两种传粉榕小蜂和同域物种形成的两种传粉榕小蜂为一种榕树传粉的现象打破了“一对一”理论。本研究首次发现了非传粉榕小蜂中Walkerella, Philotrypesis, Sycoscapter三个属,种级水平寄生不同榕树种,部分种存在寄主转移现象。DNA条形码应用于榕小蜂时需要强调的问题有:结合通用引物和特异小蜂引物共同使用避免非特异性扩增。注意结合榕小蜂寄主榕树的分类系统,利于检测榕树及榕小蜂中出现的分类错误。面对一些不确定因素必要时应采用多个基因联合分析。 作为非传粉榕小蜂的一种,Sycophila属具有广泛的寄主偏好性,同时与竹子、橡树、草莓和榕树等植物相关。本文则研究一些与榕树密切相关的Sycophila种。尽管一些报道显示Sycophila没有很高的寄主专一性,但是不同种雌虫的形态特征差别微小,令我们很难确定它们是否是一个种寄生多个寄主。尽管关于Sycophila与其多样寄主的关系问题的研究非常稀少,但是Sycophila丰富的物种多样性和广泛的寄主范围都使其成为研究物种形成和寄主专一性的理想系统。但是由于雌雄异型、形态的可塑性和贫瘠的生物学知识都使Sycophila的鉴定及雌雄配对都面临非常大的挑战,更不用说进一步的寄主专一性等问题的探讨。本研究通过选取线粒体基因COI和核基因ITS2来共同鉴定来自中国海南六种榕树上154个Sycophila属的标本。研究的主要目的是区分单个榕树种上的Sycophila种,并进一步确定来自中国南方六个雌雄同株榕树上寄主专一性问题。结果显示:25个形态临时种被分为15种,其中13个种具有寄主专一性,而另外2个种同时寄生两种寄主。四种榕树上分别只有1个Sycophila种寄生,而垂叶榕和小叶榕上则分别同时寄生6个Sycophila种。分子数据显示三个雄虫形态型属于同一种。并证明COI和ITS2是在对Sycophila进行物种鉴定时起到了相同的作用,解决了形态学的可塑性问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄劲松;;南国有榕树[J];大自然;1997年04期
2 赵平,孙谷畴,曾小平,彭少麟,莫熙穆,李煜祥,郑中华;两种生态型榕树的叶绿素含量、荧光特性和叶片气体交换日变化的比较研究[J];应用生态学报;2000年03期
3 黄安雄;;古榕树与绿色图腾[J];椰城;2007年12期
4 别利亚耶夫;小心植物“报复”[J];科学大观园;2005年18期
5 林潇;园林造景中的榕根造型[J];植物杂志;1998年01期
6 尧金燕,赵南先,方位宽,陈贻竹,邓源,贾效成,于慧;榕树与其共生小蜂的利益冲突及资源分配[J];云南植物研究;2004年05期
7 侯堂云;杨大荣;;探秘榕树家族[J];大自然;2008年01期
8 李洪谱,曹明翠,罗风光,徐军,李再光;无冲突4端口榕树开关网络的实验研究[J];光学学报;1994年04期
9 张丽霞,管志斌;西双版纳药用榕树资源[J];亚热带植物科学;2004年02期
10 魏作东,杨大荣,彭艳琼,徐磊;榕树在西双版纳热带雨林生态系统中的作用[J];生态学杂志;2005年03期
11 刘扬武;;云南观榕树[J];生态经济;2007年11期
12 马炜,梁陈勇,李宏庆;榕树及其传粉者研究综述[J];生态学报;1997年02期
13 见梅;;住在树上的日子[J];科学与文化;2011年06期
14 杨大荣,李朝达,韩灯保,姚瑞英;热带雨林片断化对榕小蜂和榕树物种的影响[J];动物学研究;1999年02期
15 尧金燕,赵南先,陈贻竹;榕树-传粉者共生体系的协同进化与系统学研究进展及展望[J];植物生态学报;2004年02期
16 许又凯,刘宏茂,肖春芬,吴兆录,刀祥生,蔡传涛;6种食用榕树叶营养成分及作为木本蔬菜的评价[J];武汉植物学研究;2005年01期
17 李宏庆,马炜梁,陈 勇;论中国的榕树和相关动物的综合研究[J];生物多样性;2002年02期
18 胡蓉兰 ,徐金枝;华夏奇塔知多少[J];防灾博览;2005年04期
19 陈和杰;祝边疆;阮志平;;榕树与榕小蜂共生体系维持机制的研究进展[J];武夷科学;2006年00期
20 邹生伟;林旭稳;;古榕树“石上盘龙”[J];源流;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯纪年;门秋雷;董昆;;基于COI基因的苹果蠹蛾Cydia pomonella(L.)地理种群遗传差异及扩散路径研究[A];第三届全国生物入侵大会论文摘要集——“全球变化与生物入侵”[C];2010年
2 夏云;顾海丰;彭锐;陈勤;郑渝池;Robert W.Murphy;曾晓茂;;COI与16S在小鲵科DNA条形码中应用[A];四川省动物学会第九次会员代表大会暨第十届学术研讨会论文集[C];2011年
3 梁日深;邹记兴;;基于COI基因序列我国近海鯻科鱼类系统进化关系[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
4 蔡立哲;王雯;周细平;傅素晶;许鹏;刘莎;叶洁琼;黄睿婧;;外来物种沙筛贝(Mytilopsis sallei)地理差异的COI基因分析[A];中国动物学会、中国海洋湖沼学会贝类学会分会第十四次学会研讨会论文摘要汇编[C];2009年
5 程起群;张凊漪;;三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨[A];北方遗传资源的保护与利用研讨会论文汇编[C];2010年
6 马群群;马洪雨;马凌波;马春艳;崔海玉;;拟穴青蟹线粒体COI基因序列克隆及SNPs位点筛选[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
7 马群群;马洪雨;马凌波;马春艳;崔海玉;;拟穴青蟹线粒体COI基因序列克隆及SNPs位点筛选[A];2010年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
8 梁日深;王超;邹记兴;;基于COI基因序列的7种金线鱼属鱼类分子进化关系[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
9 胡钰铭;;赏析《鸟的天堂》[A];中国当代教育理论文献——第四届中国教育家大会成果汇编(上)[C];2007年
10 杨晓野;杨连茹;李文生;刘群;赵治国;王瑞;;斯氏副柔线虫线粒体COI基因克隆与序列分析[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第六次代表大会暨第十一次学术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳伟;DNA条形码在中国榕小蜂中的应用研究[D];山东农业大学;2009年
2 关飞;拟钉螺亚科部分种类分子系统发育研究[D];华中科技大学;2009年
3 雷忻;鹟亚科与莺亚科部分鸟类分子系统发育研究[D];陕西师范大学;2007年
4 尹淑艳;针叶小爪螨种内分化研究[D];山东农业大学;2011年
5 李宝才;红树林秋茄叶类脂化学及活性物质的研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
6 唐占辉;两种果蝠对植物种子的传播及行为学研究[D];东北师范大学;2007年
7 兰洲;电力系统暂态稳定控制策略研究[D];浙江大学;2008年
8 许飞;小庙洪牡蛎礁巨蛎属牡蛎间生殖隔离研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
9 杜山;驯鹿狂蝇COI基因分析及驯鹿狂蝇蛆病对宿主机体的影响[D];内蒙古农业大学;2008年
10 冯艳微;珍珠贝亚目和蚶目DNA条形码与系统发生学研究[D];中国海洋大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马文娟;西双版纳三种雌雄异株榕树榕—蜂互惠共生系统稳定机制的研究[D];中国科学院研究生院(西双版纳热带植物园);2009年
2 王晨;内蒙古12种雀形目鸟类线粒体12SrRNA和COI基因序列分析及系统发育研究[D];内蒙古大学;2011年
3 张勇;基于线粒体COI基因和微卫星标记对细鳞鲴种群遗传结构的研究[D];上海海洋大学;2011年
4 石慧;蜻蜓目部分种类COI基因和28SrDNA基因序列及分子系统学研究[D];陕西师范大学;2010年
5 张建春;热带雨林中几种榕树隐头果内生真菌多样性的研究[D];吉林农业大学;2011年
6 陈文婧;20种雀形目鸟类COI基因序列扩增及亲缘关系分析[D];内蒙古大学;2012年
7 顾巍;内蒙古地区骆驼生活环境蝇种分类与COI基因序列比较[D];内蒙古农业大学;2010年
8 杨帆;隼形目13种鸟类12SrRNA、COI和Cytb基因分析及亲缘关系研究[D];内蒙古大学;2011年
9 李文生;角蝇体内斯氏副柔线虫的观察及COI基因特异性序列分析[D];内蒙古农业大学;2011年
10 贾玉迪;基于线粒体COI基因研究松毛虫部分种类亲缘关系[D];中国林业科学研究院;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴钦良 张平平;欣欣向“榕”漳滨村[N];闽南日报;2010年
2 本报记者 姜蓉;盛大:“榕树下”版权掘金[N];中国经营报;2010年
3 本报记者  蔡芳 实习生 张凡;榕树这把“伞”还能撑多久?[N];珠海特区报;2006年
4 文君;“榕树下”把中国社会出版社告上法庭[N];福建工商时报;2000年
5 本报记者 陆梅 特约通讯员 蔡玮;文学网站“榕树下”卖了[N];文学报;2002年
6 《金周刊》记者 谭琴;“榕树”嫁接民族资本 “诚成文化”最有希望[N];中国经营报;2001年
7 深圳特区报记者 李舒瑜 实习生 栗洋洋;125位逝者长眠树下魂归大海[N];深圳特区报;2010年
8 深圳商报记者 陈琳;榕树不是“坏家伙”重在修剪和管理[N];深圳商报;2006年
9 特约记者 柏斌 黄俊杰;版纳植物园榕树种类世界最多[N];中国绿色时报;2010年
10 通讯员 伍振;为了一棵古榕树 大桥三步并两步[N];中国铁道建筑报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978