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恩蚜小蜂属部分种类DNA条形码的构建及系统发育研究

张志敏  
【摘要】:恩蚜小蜂属是蚜小蜂科中种类最多的一个属,其大部分种类是粉虱和介壳虫的寄生蜂,在害虫生物防治中发挥重要作用。恩蚜小蜂属个体较小,玻片标本制作难度较大,利用传统形态特征进行分类和系统发育分析变得较为困难。 DNA条形码技术作为一项新兴的物种鉴定技术,已受到广泛关注。本论文应用DNA条形码技术对17种恩蚜小蜂进行了分子鉴定和系统发育研究,验证了DNA条形码用于恩蚜小蜂种类鉴定和系统发育研究的有效性。 首先对各地采集的恩蚜小蜂种类进行形态分类及特征描述,并以黄蚜小蜂属的代表种为外群,基于28SrDNA. COI及二者的合并数据集28SrDNACOI,采取相邻连接法、最小进化法、最大似然法构建了恩蚜小蜂属的系统发育树。通过分析得出如下结果: 1.28SrDNA和COI两个基因位点被应用于17种恩蚜小蜂32个个体的序列分析及系统发育研究。由于部分个体不能用通用引物成功的扩增,本文设计出恩蚜小蜂属28SrDNA和COI的特异性引物。由测序结果及BLAST搜索结果显示,28SrDNA和COI基因可以用来区分所研究的恩蚜小蜂种类,因此28SrDNA和COI基因是特异性良好的DNA条形码标记基因。 2.恩蚜小蜂属28SrDNA序列的保守位点为3,占总位点数的0.55%;序列变异位点为538,占总变异位点的99.4%;简约信息位点为536,占序列总位点的99.1%;A+T的碱基含量为43.5%,低于C+G的碱基含量(56.5%)。转换数为113,颠换数为237,碱基的转换主要发生在TC间,转换的频率是颠换频率的0.48倍,由此可以认为恩蚜小蜂属的28SrDNA的保守性较强。经分析碱基替换饱和性和P距离-R的关系,可知28SrDNA序列的系统发育信号较强。 3.恩蚜小蜂属COI序列的保守位点为1,占总位点数的0.15%;序列变异位点为680,占总变异位点的99.7%;简约信息位点为678,占序列总位点的99.4%;A+T的碱基含量为77.2%,远高于C+G的碱基含量(22.8%)。其中转换数为99,颠换数为284,碱基的颠换主要发生在AT间,其转换的频率是颠换频率的0.35倍,可见恩蚜小蜂属的COI序列的变异率较高。经分析碱基替换饱和性和P距离-R的关系,可以得出COI序列的系统发育信号也较好。 4.恩蚜小蜂属28SCOI数据集的序列保守位点为9,占总位点数的0.65%;序列变异位点为1346,占总变异位点的96.6%;简约信息位点为1262,占序列总位点的90.5%;A+T的碱基含量为56.1%,C+G的碱基含量为43.9%。其中转换数为152,颠换数为327,转换的频率是颠换频率的0.46倍,碱基的转换主要发生在TC间。与28SrDNA序列的碱基替换情况相似,且恩蚜小蜂属28SCOI数据集的保守性也较强。 5.得出恩蚜小蜂属4个确定的种团:aurantii种团(aurantii(lutea+(perniciosi+smithi)), strenua种团(sophia+(bimaculata+protransvena)),inaron种团(inaron+(azimi)),luteola种团(luteola+meritoria)。 6.与COI基因相比,恩蚜小蜂属28SrDNA在28SrDNA&COI合并数据集中起主要作用,因此认为28S基因更能够提供有效的系统发育信息。 7.运用特征法对DNA条形码进行分析,且DNA条形码在属以下的鉴定水平上显示出有效性。28SrDNA和COI基因序列均可对所研究的种类进行鉴定,且所有种类均在28SrDNA和COI基因序列的某一特定位置表现出独特的碱基。在种下水平上,运用特征法对不同寄主及不同地理种群的Encarsia formosa进行28SrDNA和COI序列分析,结果显示出个别的特征性碱基。因此特征DNA条形码可以区别种下个体,甚至有助于发现隐存种。


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