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缘蝽科部分种类酯酶同工酶的分子系统学研究(半翅目:缘蝽科)

王启瑞  
【摘要】:分类学是人类认识客观事物、探索事物本质及其规律的基本方法之一,它 的物质基础是生物身体上各类不同特征。旧式分类学大部分依据生物的形态特征。 由于分子生物学技术和生化技术的不断发展和完善,为分类学和系统学的研究提供了 新的方法和技术,充实了分类学的依据,增加了其可靠性。其中同工酶电泳技术已成 为鉴别物种和研究系统发育的重要生化手段之一。 缘蝽科Coreidae隶属于半翅目异翅亚目,该科种类均为植食性,为害农林业的种 类很多,引起寄主枯萎或死亡,造成很大的损失,是重要的农林害虫。运用同工酶技术 对该类群进行分类、系统学的研究,在国内、外尚无先例(资料截止2000年11月)。同 工酶的研究可为分类学提供更为精确的依据,并进一步为进化论提供可靠的科学依 据,甚至对害虫防治及害虫产生抗药性机理的探索也具有重要意义。本文应用聚丙烯 酰胺凝胶电泳技术对半翅目异翅亚目缘蝽科4亚科门属门种缘蝽进行了酯酶同工 酶的系统学研究,同时对采样较多的10种缘蝽应用等位酶知识进行了酶谱遗传结构 推测和分析。研究结果如下: 1.缘蝽酯酶同工酶在个体和群体间都有相当大的遗传变异,具有遗传多态现象。 据分析,该科已研究的种类,以乙酸蔡酯为底物的酯酶绝大多数都是单体酶。控制酯 酶的基因位点有3—5个,其中赫缘蝽属(Ochrochira)的波赫缘蝽、奇缘蝽属 (Derpteyx)的月肩奇缘熄及蜂缘熔属(Riptortus)的点蜂缘蝽分别有5个;瘤缘蟑属 (Acanthocoris)的瘤缘蝽、棘缘蝽属(Cletus)的稻棘缘蝽、宽棘缘蝽及环缘蝽属(Sticto- pleurus)的开环缘蝽各为4个;同缘蝽属(Homoeocerus)的广腹同缘蝽、瓦同缘蝽、缘蜡 属(Coreus)的波原缘蝽分别有3个。 2.点蜂缘蝽不同地理种群之间酯酶同工酶的差异,可能是由于某些位点上等位基 因的频率不同造成的,有待于进一步深人研究。 3.对同种不同性别及个体间酯酶同工酶的比较发现:同种同一性别的个体之间的 酶谱差异可能主要是由于同一位点上等位基因的不同组合而造成的。而雌雄两性的 差异,除上述原因外,还可能有一个明显的原因:伴性基因的存在,而且往往是雌性伴 性基因占比例大,因此酶谱较雄性复杂。这种现象在广腹同缘蛤和波原缘蝽中表现尤 为突出。 4.本文根据区带同源性及酶带迁移率分析比较了同属不同种间的酯酶同工酶,同 属不同种控制酯酶的位点数目相同,但等位基因有异。运用聚类分析发现,种间亲缘 1 关系远近与传统分类种的划分相符,所以酯酶同工酶对近缘种区分具有十分重要的意 义和价值。 5.本文对该科3个亚科不同属间的酯酶酶谱也进行了比较,聚类分析结果与传统 分类学基本一致,可见同工酶电泳与数值分类相结合,可为系统学研究提供一项十分 科学的鉴别指标。 6.不同体段的酯酶酶谱有差异。在斑背安缘蜡不同体段的酶谱上,腿节比头胸部 多了一条带,可能是某些位点只在特定组织中表达,显示活性,以适应特殊的、相应的 生理需要。这也提示在用酯酶作为分类指标时,应选用相同的组织器官。 另外,从理论上讲,进行酶谱遗传结构研究,有限种类的酶分析会带来一定偏差, 因为检测的酶等位基因很难说可以代表有机体中的全部蛋白质位点,所以分析的酶越 多越好,并尽可能调查大量的实验个体,才能较精确地测量出物种亲缘关系的远近,才 能更合理地确定物种的分类地位和进化机制。


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