● 摘要
论文总结了瓢虫科两百多年的形态分类学发展历程,论述了综合分类学的发展对瓢虫科分类的影响,并介绍了分子生物系统学的研究现状以及分子生物学技术运用于昆虫分类的意义。 为弥补瓢虫科分类学研究中的不足和空白之处,论文运用分子生物学技术和扫描电镜技术主要进行了三个方面的研究。 一、论文运用聚丙烯胺凝胶电泳技术对瓢虫科五个亚科中24个种、型的瓢虫做了酯酶同工酶的研究。分析比较了这些瓢虫种类的酶谱以及酶带的迁移率,并通过聚类分析得出以下研究结果:①酯酶同工酶在瓢虫同种、同性别、不同个体间差别较小。② 酯酶同工酶在瓢虫同种内、不同性别、不同个体间均存在一定的差异,而且性别差异大于个体差异,但小于种间差异。③ 瓢虫不同种间、属间的酯酶同工酶差异较大,但均具有种、属特有的酶和迁移率。④ 运用聚类分析得出的聚类图显示器了瓢虫实验虫体的聚群结构,表达了实验虫体亲缘关系的远近程度。其结果与瓢虫形态分类上种、属的划分完全一致。⑤ 瓢虫的属以上阶元酯酶同工酶的研究结果进行了分析。认为酯酶同工酶方法与数值分类结合运用,对瓢虫属以下分类可提供重要的分类指标,但对属以上阶元的分类会产生较大误差。 二、论文参考国外有关文献,在现有的实验条件下,对DNA分子的提取方法经过摸索改进,不仅从瓢虫新鲜标本中成功地获取DNA分子,还从瓢虫干标本、酒精浸制标本和保存多年的陈旧干标本中提取出DNA分子,提取的DNA分子的质量均可用于RAPD实验。在这一基础上,论文对瓢虫科四亚科33种共305只个体进行了基因组DNA提取,通过琼脂糖凝胶电泳检测,选取个体数量只以上的瓢虫共青团员21种259只个体的瓢虫DNA分子,运用随机引物进行DNA聚合酶链式反应扩增。(Polymerase chain reaction. PCR),获得随机扩增多态性DAN(random amplified polymorphic DNA, RAPD)。研究结果如下:①同一条引物:5--CAGCTCACGA--3对不同种瓢虫DNA分子扩增的结果显示种类不同,扩增产物DNA分子片段的大小、数目不同而呈多态表现。从DNA分子水平上证明了种的差异。② 同种瓢虫个体,采集年代不同,标本保存时间长短不一,但在同一反应条件下,扩增产物均具有分子量等同的DNA片段,这从本质上说明它们具有相同的DNA分子结构。③ 用随机引物:5-GTCCGACGA-3;5-AGGGCCGTCT-3;5-CAGCTCACGA-3;5-TCTCCCTAG-3;5-GGAAGCTTGG-3 5条分别对异色瓢虫进行了种下不同型间RAPD扩增,结果显示:既有种的特征带呈现也有各个型的特征带呈现,且DNA bp(碱基)的大小各不相同,容易区别。异瓢虫五种不同型的DNA扩增产物聚图状况显示其不同型号的分化与形态分类上鞘翅色斑的分类研究状况完全一致。其中对黄底无斑型与十九斑型的研究从DNA分子结构上证明了两型之间的差异是明显存在的。④ 用上述其中的两条随机引物对瓢虫亚科不同种、属的RAPD分析结果显示六种瓢虫各自呈现出种、属的特有带,聚图状况所呈现的种属关系也与形态分类研究相一致。说明RAPD这种分子生物学技术可使瓢虫的种、属得到正确鉴别,其亲缘关系的远近程度也可得到清楚地显示。⑤ 论文利用上述两条引物对瓢虫科四亚科、17个种、型的RAPD扩增产物进行了分析研究,聚图状况与瓢虫科食性分化的状况基本相符。证明瓢虫科DNA序列的分化与特征的分化相一致。同时也将一般形态学特征分类的科学性通过RAPD这种分子生物学技术从DNA分子水平上得到了证实。 论文这部分还对所应用的两种分子系统学研究方法进行了比较讨论,认为RAPD技术可以极大地扩展昆虫分类和系统演化的系统学研究范围,有助于建立正确和完善的分类体系,推测正确的系统演化树。但酯酶同工酶技术在一定条件下,对种属以下的分类也有成本低、耗资少等优点。 三、论文运用扫描电子显微镜(SEM)对七星瓢虫的体表进行了整体观察,在此基础上,对瓢虫科部分种类我触角和双翅进行了超微构造的观察,结果如下: ①瓢虫触角末端上感受器的数量在不同种类中明显不同。A)、触角末端上部分瓢虫种类中存在嵴状突起,突起程度因种而异。B)、瓢虫触角末端上感受器的数量在不同种类明显不同。 ②植食瓢虫亚科与小毛瓢虫亚科鞘翅上具有形态长度不同的长毛状感受器;瓢虫亚科与盔唇瓢虫亚科的鞘翅上具有许多表皮凹陷内为贴伏毛或管状与微孔状结构组成的化学感器。凹陷形状,感觉毛的长短及微孔的数量、大小也因种而异。瓢虫四亚科间鞘翅表面的结构的差异可用本文编制的检索表进行区别。③ 在扫描电镜下,九种瓢虫的膜翅上呈现出刺状突起和毛状突起,种类不同这些结构也有明显不同。 本论文运用上述两种分子生物学技术,首次对瓢虫科进行了分子系统学研究,并利用扫描电镜对瓢虫体表的一些超微构造进行了观察研究、论文共附照片23幅、扫描图51幅、电镜照片43幅。上述研究结果为瓢虫科综合分类学提供了新的基础资料。