合叶蜂属分子系统学研究

【摘要】合叶蜂属(TenthredopsisO.Costa,1859)除少量边缘种类外,大多数种类种间相似性较高,种内变异十分复杂,其分类学问题一直是研究的难点,并且合叶蜂属内的系统发育研究基本处于空白状态。因此,本研究借助于分子标记对合叶蜂属进行了系统发育分析。本文基于线粒体COI、16S基因及核基因ITS2,选取钝颊叶蜂属(Aglaostigma)和隐斑叶蜂属(Lagidina)为外群,采用邻接法(NJ法)、贝叶斯法(BI法)和最大似然法(ML法)分别构建了COI、16S、ITS2及COI&16S&ITS2四个数据集的系统发育树,并对其进行了分析,结果表明：(1)实验所得线粒体基因COI、16S及核基因ITS2的平均序列长度分别为845bp、383bp、694bp,保守位点比例分别为64.6%、65.5%、53.1%,表明三个基因序列均具有一定的保守性。碱基组成中COI、16S数据集的A+T含量分别为70.8%,79.6%,均明显高于G+C含量,其中COI基因密码子第三位A+T含量最高,达91.4%,此现象与昆虫线粒体基因中高A+T含量是一致的,将COI基因序列翻译为氨基酸后发现其在密码子使用频率上也具有一定的偏向性。ITS2数据集的A+T含量为45.0%,低于G+C含量,不同于昆虫线粒体基因中的高A+T含量。(2)COI、16S、ITS2三个基因数据集中转换比颠换值R分别为1.33、0.48、0.97,不同序列发生转换与颠换的碱基不同,且三个序列均存在不同程度的饱和趋势。通过对基因数据集的转换、颠换与P距离进行替换饱和作图发现,碱基突变未达到饱和,因此,这些基因数据集可以用于后续合叶蜂属的系统发育分析。(3)分别对四个基因数据集中合叶蜂属(除Tenthredopsisexcisa)、Tenthredopsisexcisa、钝颊叶蜂属、隐斑叶蜂属属内及属间的遗传P距离进行了计算和统计。结果显示：合叶蜂属内部分类群间的P距离极小,甚至为0,表明这些类群亲缘关系极近,甚至可能为同一类群；合叶蜂属与欧洲种Tenthredopsisexcisa的距离明显大于合叶蜂属内的平均距离,略小于合叶蜂属与钝颊叶蜂属的P距离,合叶蜂属与隐斑叶蜂属的距离最远。(4)综合4个基因数据集的三种建树结果显示：A.欧洲种Tenthredopsisexcisa始终自成一支,与合叶蜂属内其他种类的亲缘关系较远,表明合叶蜂属的欧洲种类与东亚种类存在明显分化。B.125Tenthredopsisauriculata与26Tenthredopsiscarinata始终聚为一支,节点支持率都很高,并且二者的P距离也甚小,几乎为0。因此,Tenthredopsiscarinata与Tenthredopsisauriculata之间可能存在着同物异名。C.合叶蜂属内部分类群亲缘关系极近且较稳定,遗传P距离也很小,甚至为0,推测其可能为同一类群,如138T.insulariswugang与145T.insulariswugangB聚为一个分支,节点支持率很高,且遗传P距离为0,二者可能为同一类群；0123T.insularisruficornisA、041T.insularisruficornisB、028T.insularisruficornisB、042T.insularisruficornisC、031T.insularisruficornisC、059T.insularisruficornisB在不同系统树中的位置虽然不同,但其都分属于同一分支下,表明其之间的亲缘关系较近,但仍不明确,需要进一步研究。(5)比较相应样本的雌雄外生殖器构造,其特点与分子数据结果基本一致。(6)由于部分种类缺少充足的样本,因此需进一步的研究来确定其系统关系。
【作者】刘萌萌；
【导师】魏美才；
【作者基本信息】中南林业科技大学，森林保护学，2014，硕士
【关键词】合叶蜂属；COI基因；16SrDNA；ITS2rDNA；分子系统学；

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