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中国斑腿蝗科部分种类分子系统学研究

芦荣胜  
【摘要】:斑腿蝗科(Catantopidae)隶属于直翅目蝗亚目蝗总科(Orthoptera:Caelifera:Acridoidea),是蝗总科中最大的科。我国已知16亚科93属,分布于东洋区的居多,古北区种类较少。其中中华稻蝗、日本黄脊蝗、棉蝗、短星翅蝗等种类为农业生产上的重要害虫,对它们的系统分类学研究不仅具有理论意义,同时在蝗虫防治的农业生产实践中也具有较为重要的应用价值。近些年来从形态学,细胞学等方面对斑腿蝗科系统学研究具有一些报道,但目前国内外对斑腿蝗科昆虫较为全面的分子系统学研究还非常少。本研究以线粒体基因16SrDNA、Cytb及核基因28SrDNA为分子标记,对斑腿蝗科部分种类的系统发育关系进行了重建,为斑腿蝗科的系统学研究提供分子证据。 本研究采用PCR产物直接测序法测定了9亚科30种斑腿蝗及1种癞蝗(外群)的线粒体Cytb(708bp)(只有其中的27种)、16SrDNA(522bp左右)以及核基因28SrDNA(512bp左右)的部分片段,对三个基因序列片段的组成成分、替换饱和性、分类单元间碱基组成的偏向性以及系统发育信号进行了检验。对三个基因片段之间的相合性进行了分析。采用MP、NJ、ML和BI分别对Cytb、16SrDNA、28SrDNA及三基因片段组成的联合数据集进行建树并比较得出以下结论: 1.30种斑腿蝗科昆虫线粒体基因Cytb及16SrDNA具有昆虫线粒体所具有的高A+T含量,二基因片段分别为72.9%与68.7%;而核基因28SrDNA只有36%。替换饱和性分析结果表明16SrDNA的环区及Cytb的第三位点存在部分饱和现象。Cytb第三位点在各分类单元间存在碱基组成偏向性。PTP及树长分布检测表明,三数据组及子集、联合数据集都具有较强的系统发育信号,同时发现各数据集子集的gl值具有叠加性。联合数据集的gl也表现为各数据集之间的叠加结果,但其gl值却小于Cytb的gl值,分析认为这一现象是由于数据集之间的部分冲突所致。 2.ILD检验结果表明16SrDNA环区与Cytb第三位点间具有显著的不相合性,相关系数检验得出相反的结论,分析认为二者之间存在潜在的相合性,不相合原因是二者所含有的进化噪音引起的,故认为可以进行联合分析。 3.采用四种方法对三数据集及联合数集分别构建MP、NJ、ML、BI树,比较三数据集与联合数据集所建树,三数据集四种方法所建树与联合树都存在一定的差异,但都支持大多数的分支关系。


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