● 摘要
水生昆虫在自然界中扮演着必不可少的重要作用,而水生半翅目昆虫是水生昆虫中的一大类。水生半翅目昆虫与人类的生产生活有着密切的关系。首先,在生态系统水生生境中,半翅目昆虫大多扮演着一级消费者和分解者的的双重角色。水生的半翅目昆虫大多为捕食性昆虫,以水生的小型动物为食。水中浮游植物和微型、小型动物密度是衡量水质一个主要指标。所以水生半翅目昆虫与水生生境的稳定有着紧密地联系。我国淡水资源较为紧张,而且分布不均,加之近代的盲目开发和严重的污染,使得可用资源少之又少。所以我国对水资源的合理利用、污染水体的净化非常重视。近年来,有关利用水生昆虫监测水质、改造和重塑水环境等研究已成为水生昆虫研究的热点。其次,水生半翅昆虫中的某些大型种类(如蝎蝽科、螳蝽科等)可捕食鱼苗或以半寄生的方式危害多种鱼类,有些还可传播鱼类疾病。这都给渔业带来了一定的程度的危害。再次,在水生半翅昆虫中也有不少可作为食用、药用、渔业饲料的资源。深入、系统地对水生半翅目昆虫进行研究,这对人类更加客观的探索、认识、利用和改造水生昆虫资源、维系水生生境的稳定、研究物种的起源、进化和相对演化关系都有重要意义。 线粒体蛋白质编码基因细胞色素b(Cytb)是动物分子系统学应用最广泛的分子标记之一。本研究从分子生物学角度入手,采用Cytb作为分子标记,通过PCR和测序技术,共获得水生半翅目昆虫6科11种14个体的485bp Cytb部分序列。运用分子生物学软件对所获Cytb基因序列进行分子进化与系统发育分析。通过构建分子进化树,从分子水平上对水生半翅目昆虫部分种类进行科间、属间及属内种间的系统进化研究,得到系统进化树,对结果进行分析讨论,得到以下几点结论: 1.对无水乙醇浸泡的标本和多年保存的干标本,均可提取出一定量的DNA模板,并可满足PCR扩增和测序的要求。但在DNA的提取时,应注意温度和机械损伤有可能造成模板的降解。 2.通过对所得的Cyt b基因485bp(含引物部分)序列片段的分析,知该片段序列中富含A、T碱基,这与原有的结论相符合。序列变异位点集中在第三位点和第二位点,序列的两两比对所得转换和颠换值随分歧时间的先后而逐渐减小。同一科内的物种间转换值比颠换值要高,不同科间的转换值比颠换值低。所测基因共编码144个氨基酸,其中有75个发生变异,占52.08%。 3.应用Cyt b基因标记水生半翅目昆虫部分种类的系统关系,由结果得知同一属内的种间以很高的置信度优先聚一枝,同科内的不同属间表现为单系性。且枝间分歧小于枝内分歧。在黾蝽科内,Aquarium 属是最为原始,在进化中最先分化。Limnogonus属与potamometra属进化阶元较低。 4.在黾蝽科中,大多种具有多种生活型,如长翅型、短翅型、无翅型,且常常不同生活型之间有较大的形态差异。这都给形态分类工作带来了很大的难度。但是应用分子系统学的方法,能高效而准确区分不同种,同种不同生活型。 5.在蝎蝽次目之中,负子蝽和小螳蝎蝽两者聚为一姐妹群,结合形态进化可知,负子蝽科和蝎蝽科分化时间大致相同,两科为姐妹群。形态和分子系统学结论一致。负子蝽科和蝎蝽科系统进化阶元高于划蝽科,仰蝽科系统进化阶元最低,和形态学结果一致。 6.本论文应用单一基因标记,进行分子系统进化分析,结果表明Cytb基因对科下物种的系统分析更为适合。所得系统关系与传统的分类学基本一致。科间的系统,还有待进一步的研究
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