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中国黄粉蝶亚科基于CO Ⅰ和EF-1α的系统发育研究(鳞翅目:粉蝶科)

汪江  
【摘要】: 本文是基于线粒体COⅠ和核基因EF-1α进行中国黄粉蝶亚科Coliadinae昆虫的属间分子系统关系研究的论文。黄粉蝶亚科隶属于鳞翅目Lepidoptera粉蝶科Pieridae,中国已知6属38种。目前国内外学者对黄粉蝶亚科的系统关系存在很大争议,主要集中在黄粉蝶亚科是否为一单系群以及各属间的亲缘关系不明确,尤其是钩粉蝶属与其它各属间的亲缘关系尚不能确定,传统的形态学分类体系与新的分子系统也不一致,而且各学者构建的分子系统关系之间也存在分歧,需要筛选合理的分子标记进行深入、全面分析。 本研究测定了黄粉蝶亚科6属15种昆虫的COⅠ基因部分序列和6属11种昆虫的EF-1α基因部分序列以及中国迁粉蝶属3种4亚种和迁粉蝶指名亚种5个生态型的COⅠ基因和NDⅠ基因部分序列,从GenBank中下载了1种黄粉蝶的COⅠ基因同源序列和5种黄粉蝶的EF-1α基因同源序列,对序列的碱基组成、转换/颠换比率、遗传距离等进行了分析。分别以凤蝶亚科Papilioninae的碧凤蝶Papilio bianor,粉蝶亚科Pierinae的灵奇尖粉蝶Appias lyncida为外群,采用最大简约法(maximum parsimony MP)、最大似然法(maximum likelihood ML)和贝叶斯法(Bayesian inference BI)构建了黄粉蝶亚科6属和中国迁粉蝶属3种4亚种的分子系统树。结果如下: 1.经比对处理后黄粉蝶亚科COⅠ序列长度597bp,其中保守位点408个,变异位点189个,简约位点150个,A+T平均含量69.8%;EF-1α序列长度为504bp,其中保守位点391个,变异位点113个,简约位点76个,A+T平均含量46.3%;联合序列长度为1101bp,其中保守位点803个,变异位点298个,简约位点224个,A+T平均含量59%。COⅠ、EF-1α和联合序列中,三者的核苷酸替代转换均高于颠换。 2.经比对处理后迁粉蝶属COⅠ序列长度661bp,其中保守位点546个,变异位点115个,简约位点66个,A+T平均含量71.3%;NDⅠ序列长度472bp,其中保守位点381个,变异位点112个,简约位点53个,A+T平均含量81.4%;联合序列长度为1133bp,其中保守位点927个,变异位点227个,简约位点119个,A+T平均含量75.5%。碱基组成均表现A+T碱基偏嗜。COⅠ+ NDⅠ的联合序列中核苷酸替代转换均高于颠换。 3.黄粉蝶亚科基于COⅠ与EF-1α构建的联合基因分子系统树均显示黄粉蝶亚科为一单系群;三种建树方法中贝叶斯法构建的系统树最合理,黄粉蝶属最先分化出来,是本亚科中分化较早的类群,为本亚科中最为原始的类群,与其它各属的亲缘关系较远;钩粉蝶属继黄粉蝶属之后从内群中分化出来,与方粉蝶属的关系较近。豆粉蝶属与迁粉蝶属构成姊妹群,两者的亲缘关系较近,是本亚科中较进化的类群。六属间的支序关系为:(黄粉蝶属+ (钩粉蝶属+ (方粉蝶属+ (玕黄粉蝶属+ (豆粉蝶属+迁粉蝶属)))))。为确立钩粉蝶属在本亚科中的系统地位提供了依据。 4.迁粉蝶属COⅠ与NDⅠ联合基因分子系统发育树显示:迁粉蝶属4亚种分子系统关系为(镉黄迁粉蝶指名亚种+ ((梨花迁粉蝶指名亚种+梨花迁粉蝶海南亚种) +迁粉蝶指名亚种)),迁粉蝶指名亚种5个生态型分子系统关系为(无纹型+ ((有纹型+红角型) + (银斑型+血斑型)))。


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