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网翅蝗科(直翅目:蝗总科)部分种类的分子系统学研究

王延峰  
【摘要】:网翅蝗科Arcypteridae是蝗总科中的一个较大的类群,分布于世界各地。我国已知4个亚科47个属223种,广泛分布于全国各地,主要分布于古北区,东洋区相对较少。它是中国昆虫分类专家基于中国蝗虫区系特点而创建的一个科级分类单元,不同学者对这一类群的分类归属意见各不相同,尤其是和国外的分类学者在部分种、属级、亚科级分类单元归属方面之间存在着很大的争议。虽然前人从细胞学、形态学、发音机制、分子生物学等角度对此作了许多研究,但是总体上研究的不够深入,依然存在许多分歧。 本研究采用PCR产物直接测序法测定了2亚科31种网翅蝗科昆虫及1种癞蝗(外群)的线粒体基因Cyt b和16SrRNA、核基因28SrDNA的部分片段序列以及线粒体COⅡ全序列,使用ClustalX1.83进行序列比对,MEGA V2.1进行序列组成分析,对线粒体基因Cytb、COⅡ数据集按照蛋白质基因密码子第一、二、三位点划分子集,16SrRNA数据集按照RNA基因的不同功能域划分茎区和环区子集,按照蛋白质基因、线粒体基因及核基因同线粒体基因联合组成联合数据集:COⅡCytb,16SrRNACytbCOⅡ,16SrRNACytbCOⅡ28SrDNA,并对各数据集及其子集进行了数据探索研究。在PAUP~*4.0b10(PPC)中采用NJ法、MP法、ML法以及在Mrbayes V3.0中的贝叶斯系统发育推论(BI)法进行系统发育关系重建,得出以下结论: 1.31种网翅蝗科昆虫3线粒体基因Cytb、COⅡ及16S rRNA具有昆虫线粒体所具有的高A+T含量,三基因片段分别为73.6%、71.0%与67.6%;从变异位点数目来看,COⅡ的数目最多,Cytb次之,16SrRNA的较少。而核28SrDNA非常保守,全部509个位点只有44个(不含外群)、72个(含外群)的变异位点,28S rDNA的A+T含量只有30.5%,其中G的含量高达35.0%,与线粒体基因之间存在着明显的区别。 2.数据探索研究结果如下: ①碱基频率偏向性x~2(Chi-square)检验表明Cytb和COⅡ的第三位点在分类单元间存在碱基组成偏向性;②碱基替换饱和性分析发现16SrRNA的环区及COⅡ、Cytb的第三位点存在替换饱和现象;③PTP检验揭示四个数据集及其子集、联合数据集都含有显著区别于随机信号的系统发育信息。④g1检验显示线粒体COⅡ基因系统发育信号最强,其次为16SrRNA,Cytb,而以核基因28SrDNA最弱(g1=-0.5096),基本与Cytb(g1=-0.5185)的相当。联合数据集的检验结果表明线粒体基因联合发育信号得到增加,但核基因和三线粒体基因联合不如线粒体三


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