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黄须伊乐寄蝇线粒体全基因组测定及其在双翅目系统发育推论中的应用

赵喆  
【摘要】:寄蝇科昆虫是许多鳞翅目和鞘翅目的自然天敌,本研究所测定线粒体全基因组来自黄须伊乐寄蝇(Elodia flavipalpis Aldrich, 1933),主要分布于位于古北区的中国东北、华北和日本等地,是梨小食心虫(Grapholitha molesta)和其他多种卷叶蛾(leaf-roller moths)的主要自然天敌,而后者是危害果树的主要害虫。在本研究中,黄须伊乐寄蝇的线粒体全基因组被测定并进行了详细的注释,这是寄蝇科第二条被测序的完整线粒体基因组。黄须伊乐寄蝇的线粒体基因组为典型的结构紧凑的双链环状DNA分子,全长14932 bp。具有所有线粒体基因组中常见的37个基因:13个蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因以及一个主要的非编码区A+T富含区(A+T碱基含量高达92.74%)。TAC(酪氨酸)作为ND1基因的起始密码子是首次在双翅目中被发现。此外,其A+T富含区总长105 bp,在所有已知双翅目种类中最短。除了tRNA-Ser(AGN),其他21个tRNA基因都可以形成典型的三叶草形状,而tRNA-Ser(AGN)的D茎(DHU-arm)完全缺失。黄须伊乐寄蝇线粒体基因组的碱基组成成分以及基因长度均与家蚕追寄蝇(Exorista sorbillans)十分相似。系统发育树的构建则采用目前比较公认的两种最为可信的构建法:最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI),它们都到了相似的结果:短角亚目(Brachycera)、环裂次目(Cyclorrhapha)有瓣蝇类(Calyptratae)、有缝组(Schizophora)、狂蝇总科(Oestroidea)以及寄蝇科(Tachinidae)都为单系,但无瓣类(Acalyptratae)为并系。在狂蝇总科中支持丽蝇科(Calliphoridae)与狂蝇科(Oestridae)+寄蝇科(Tachinidae)为姊妹群。最后,基于贝叶斯方法,使用化石资料校准的分子时间钟推测双翅目昆虫起源分化时间,推测出有缝组的迅速辐射分化大约发生在白垩纪晚期(~68 mya),而有瓣蝇类大约在始新世早期(~47 mya)才与无瓣蝇类逐渐分开,寄蝇科种类应该起源于始新世中早期,时间上大约在距今3千万年前左右。此外,还对黄须伊乐寄蝇的形态特征进行了重新描述;并对该属及其近缘属种类进行了重新整理、分类和鉴定,发现一新种:湛江库寄蝇(Kuwanimya zhanjiangensis Zhao, Zhang et Chen, 2012)。


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