收藏本站
《贵州大学》 2016年
加入收藏

贵州药用芫菁形态学和分子鉴定

刘洋洋  
【摘要】:芫菁是我国传统的中药材之一,因其体内含有斑蝥素而具有重要的药用价值,其可以治疗癌症等疾病,野生芫菁仍是药用斑蝥素的主要来源。本文总结了国内外芫菁科分类、分子、生物学特性、人工饲养、斑蝥素研究等概况,对展开了贵州药用芫菁形态学和分子鉴定研究,主要研究内容及结果如下:分类记述对贵州药用芫菁进行了系统的调查、整理和鉴定,共获得600多号标本,经鉴定有3属11种,其中有1新种:短突沟芫菁Hycleus breviprocessus sp.nov.和1贵州新纪录种:宽纹豆芫菁Epicauta waterhousei Haag-Rutenberg,1880;目前,贵州记载的药用芫菁上升到4属16种;对3属11种芫菁进行了详细的描述和绘制了雌雄性外生殖器特征图,并采集了数码图像和编制了贵州药用芫菁分类检索表,检视标本均保存于贵州大学昆虫研究所。比较形态学研究贵州现共有11种药用芫菁标本,从外部形态特征来看,可明显分为两大类,一类是斑芫菁族的种类(沟芫菁属的3种),一类是豆芫菁族的种类(包括豆芫菁属7种和齿爪芫菁属的1种)。前者的共有特征是:体黑色,触角似锤状且第3节长超过第4节的1.5倍,前胸背板具刻点且中线不完整,前足附节有毛垫,鞘翅具有斑纹和黑色短毛,阳茎具1背钩2腹钩;后者的共有特征是:体黑头红,触角基部有“瘤”突,前胸背板盘区具中纵沟且基部具1三角形凹洼,前足胫节有距,鞘翅被黑毛,阳茎具1背钩1腹钩。斑芫菁族的种类其种间差异主要表现在:体型大小,鞘翅的斑纹形状、是否被黄毛,前胸背板浅凹的数量,阳茎基片形状,侧面观阳基侧突顶端侧叶长宽比和产卵瓣形状等。豆芫菁族的种类其种间差异主要表现在:体型大小,触角的形状、是否被黑色长毛,触角基部的瘤突颜色,头部形状、长宽比,前足胫节和跗节是否被黑长毛,前足胫节端距的数目及形状,阳茎基形状及阳茎背钩和腹钩的形状和大小等。为了补充和完善外部形态特征的比较,同时对部分种类芫菁的触角显微结构进行了比较研究。通过对贵州3属5种药用芫菁触角扫描电镜观察,获得触角形态图10张,感器图52张。首次对扁角豆芫菁E.impressicornis雌雄成虫异型触角进行电镜扫描,其雌雄成虫的触角差异很大,具有明显的性二型现象,触角存在大量的表皮孔(CP),并发现其触角感器类型共有5类10种;同时也对毛角豆芫菁E.hirticornis、灰边齿爪芫菁Denierella serrata、大斑沟芫菁指名亚种H.phaleratus phaleratus、眼斑沟芫菁H.cichorii的成虫触角进行电镜扫描的观察及比较,以上5种芫菁触角共有感器7种,即毛形感器(TS)、刺形感器(CS)、锥形感器(BS)、B(?)hm氏鬃毛(BB)、耳形感器(AS)(除扁角豆芫菁雌虫触角没有分布外)、芽形感器(GS);豆芫菁属种类触角还分布有腔锥形感器(Co S)、栓锥形感器(St S)和指形感器(DS);齿爪芫菁属种类触角没有分布腔锥形感器(Co S)、鳞形感器(CS)、指形感器(DS)和表皮孔(CP);鳞形感器(CS)仅分布于沟芫菁属雄虫触角上。分子鉴定研究对10种贵州药用芫菁样本进行了DNA条形码基因片段筛选,选取4个DNA基因序列(即线粒体基因CO I和16S rDNA,核基因28S rDNA和ITS 2)进行筛选,共获成功序列40条,并其进行了碱基组成成分、遗传距离和系统发育信号分析。通过研究我们确定ITS 2基因片段可作为贵州药用芫菁DNA条形码,10种贵州药用芫菁ITS 2基因片段长度为477bp~543bp之间,其保守位点为48.2%,变异位点为58.4%。碱基组成A、T、C、G的平均含量分别为:29.7%、46.0%、7.8%、16.6%,具有非常高的A+T含量,为75.7%;ITS 2基因片段属种间种内遗传距离分别为:0.6079±0.0460,0.5622±0.0706,0.1622±0.0206,说明属种间差异较大,种内差异小。同时初步构建了贵州药用芫菁的DNA条形码数据库,在NCBI数据库中,上传了豆芫菁属7种和齿爪芫菁属1种的ITS 2序列,并获得相应的序列号为KU589257~KU589264。同时对贵州药用芫菁10种进行ITS 2基因序列进行了系统发育分析,数据应用PAUP4.10软件(MP和NJ法)和MEGA 6.06软件(MP、NJ法和ML法)进行分析,获得了5棵ITS 2基因序列分子系统发育树;由于建树方法和样本选取的不同,各个系统发育树之间存在一定的共性和不同;综合后选取ITS 2序列(PAUP 4.10软件)MP法构建的系统发育树作为较适合的合意树,其中贵州药用芫菁3个属均能和外群分开,外群在树的根部;沟芫菁属Hycleus与齿爪芫菁属Denierella均能较好单独聚为一支,沟芫菁属Hycleus在树的顶端,为进化类群;齿爪芫菁属Denierella在树的基部,为原始类群;但是豆芫菁属Epicauta不能全部单独聚为一支,其中一些种类与沟芫菁属Hycleus聚为一支,另一些种与齿爪芫菁属Denierella聚为一支,然而这与我国豆芫菁属形态分类地位一直以来较为混乱一致,说明其分类地位有待进一步考究。
【关键词】:芫菁科 形态学 分子鉴定 扫描电镜 贵州
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S899.9
【目录】:
  • 摘要6-8
  • Abstract8-11
  • 前言11-13
  • 第一章 概述13-21
  • 1 芫菁的分类地位及分布13-14
  • 1.1 芫菁的分类地位13
  • 1.2 分布13-14
  • 2 触角的研究14-15
  • 3 芫菁生物学特性15-16
  • 4 芫菁的饲养16-17
  • 5 斑蝥素的功能及相关研究17-19
  • 6 分子方面研究19-21
  • 第二章 分类记述21-70
  • 1 材料和方法22-24
  • 1.1 研究材料22-23
  • 1.1.1 标本来源22
  • 1.1.2 实验用设备仪器和试剂22-23
  • 1.1.3 标本保存23
  • 1.2 研究方法23-24
  • 1.2.1 标本采集与整理23
  • 1.2.2 成体大小测量与图像采集23
  • 1.2.3 解剖和绘图23-24
  • 1.2.4 分类鉴定24
  • 2 分类特征及术语24-32
  • 2.1 体形、体色及毛被24-25
  • 2.2 体躯量度25
  • 2.3 体躯结构及常用的分类特征25-32
  • 2.3.1 头部(Head)25-26
  • 2.3.2 胸部(Thorax)26-29
  • 2.3.3 腹部(Abdomen)29-32
  • 2.4 形态概述32
  • 3 结果与分析32-69
  • 3.1 豆芫菁族Epicautini Denier, 193534-59
  • 3.1.1 豆芫菁属概述34-56
  • (1)扁角豆芫菁Epicauta impressicornis Pic, 191334-38
  • (2)短翅豆芫菁Epicauta aptera Kaszab, 195238-39
  • (3)豆芫菁Epicauta gorhami Marseul, 187339-41
  • (4)毛角豆芫菁Epicauta hirticornis Haag-Rutenberg, 188041-42
  • (5)红头纹豆芫菁Epicauta erythrocephala Pallas,177642-44
  • (6)毛胫豆芫菁Epicauta tibialis Waterhouse, 187144-45
  • (7)疑豆芫菁Epicauta dubia Fabricius,178145-47
  • (8)钩刺豆芫菁Epicauta curvispina Kaszab, 195247-48
  • (9)西伯利亚豆芫菁Epicauta sibirica Pallas,177748-50
  • (10)红头豆芫菁Epicauta ruficeps Illiger, 188050-53
  • (11)宽纹豆芫菁Epicauta waterhousei Haag-Rutenberg, 1880(贵州新纪录种)53-56
  • 3.1.2 齿爪芫菁属概述56-59
  • (1)灰边齿爪芫菁Denierella serrata Kaszab, 195256-59
  • 3.2 斑芫菁族Mylabrini Laporte, 184059-68
  • 3.2.1 沟芫菁属概述59-68
  • (1)大斑沟芫菁指名亚种Hycleus phaleratus phaleratus(Pallas, 1781)59-63
  • (2)眼斑沟芫菁Hycleus cichorii(Linnaeus, 1758)63-66
  • (3)短突沟芫菁Hycleus breviprocessus sp. nov.(新种)66-68
  • 3.3 芫菁族Meloini Gyllenhal, 181068-69
  • 3.3.1 短翅芫菁属概述68-69
  • (1)心胸短翅芫菁Meloe(Meloe)subcordicollis Fairmaire, 188768-69
  • 4 小结与讨论69-70
  • 第三章 比较形态学研究70-109
  • 1 芫菁的形态比较研究71-81
  • 1.1 材料与方法71
  • 1.1.1 研究材料71
  • 1.1.2 实验方法71
  • 1.2 结果与分析71-81
  • 1.2.1 外部形态特征对比71-77
  • 1.2.2 阳茎基形状对比77-78
  • 1.2.3 阳茎形状对比78-79
  • 1.2.4 产卵瓣形状对比79-81
  • 2 部分种类触角显微结构比较研究81-109
  • 2.1 材料与方法81-82
  • 2.1.1 研究材料81
  • (1)供试虫源81
  • (2)实验用设备仪器和试剂81
  • 2.1.2 研究方法81-82
  • 2.2 结果与分析82-107
  • 2.2.1 扁角豆芫菁E. impressicornis异型触角的扫描电镜观察82-88
  • 2.2.2 毛角豆芫菁E. hirticornis触角的扫描电镜观察88-93
  • 2.2.3 灰边齿爪芫菁D. serrata触角的扫描电镜观察93-98
  • 2.2.4 大斑沟芫菁指名亚种H. phaleratus phaleratus触角的扫描电镜观察98-103
  • 2.2.5 眼斑沟芫菁H. cichorii触角的扫描电镜观察103-107
  • 2.2.6 以上芫菁种类触角的显微结构比较分析107
  • 2.3 小结与讨论107-109
  • 第四章 分子鉴定研究109-130
  • 1 材料与方法109-116
  • 1.1 研究材料109-111
  • 1.1.1 供试虫源109-110
  • 1.1.2 实验仪器设备110
  • 1.1.3 实验试剂110-111
  • 1.2 实验方法111-116
  • 1.2.1 总DNA提取111-114
  • 1.2.2 DNA条形码数据处理和分析114-116
  • 2 结果与分析116-128
  • 2.1 基因组总DNA提取结果与分析116
  • 2.2 序列结果与分析116-121
  • 2.2.1 基于线粒体基因CO I、16S rDNA和核基因 28S rDNA、ITS 2 共4个基因PCR产物电泳检测116-118
  • 2.2.2 线粒体基因CO I、16S rDNA和核基因 28S rDNA、ITS 2 共4个序列组成成分分析118-121
  • 2.2.3 适于芫菁分子鉴定的分子鉴定序列选取121
  • 2.3 ITS 2 作为芫菁分子鉴定进行种内序列分析121-123
  • 2.3.1 研究材料121-122
  • 2.3.2 序列分析122-123
  • 2.4 基于ITS 2 序列的分子系统发育分析123-128
  • 2.4.1 系统发育信号检测及分析123-124
  • 2.4.2 碱基替换饱和性分析124
  • 2.4.3 基于ITS 2 基因序列构建系统发育树124-128
  • 3 小结与讨论128-130
  • 第五章 结论与讨论130-139
  • 1 结论130-132
  • 1.1 分类记述130
  • 1.2 芫菁形态比较研究130-131
  • 1.3 分子鉴定研究131-132
  • 2 讨论132-135
  • 2.1 形态分类132-134
  • 2.2 分子鉴定134-135
  • 3 本文创新之处135
  • 4 本研究不足之处135
  • 5 今后的研究方向135-139
  • 致谢139-140
  • 参考文献140-147
  • 附录I147-149
  • 附录II149-153
  • 附录III153-154
  • 附录IV154-155

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
  • 010-62791813
  • 010-62985026