当前位置:问答库>论文摘要

题目:盲蝽科部分昆虫分子系统学研究(半翅目:异翅亚目)

关键词:分子系统学,酯酶同工酶,细胞色素b基因序列,系统发育,盲蝽科

  摘要

运用酷酶同工酶和线粒体DNA中编码细胞色素B蛋白质的基因Cyt b作为分子标记,对盲蜻科Miridae的5个亚科的部分种类进行了分子系统学研究。采用不连续的Tris-HCI缓冲系统和聚丙烯酞胺凝胶(PAG ),通过同工酶电泳获得盲蜷亚科Mirinae、合垫盲蜻亚科Orthotylinae、叶盲蜷亚科Phylinae和齿爪盲蜷亚科Deraeocorinae 4个亚科11个属的23种盲蜷的醋酶同工酶(EST)酶谱。首次通过特异引物扩增和基因测序的研究方法从被试的5亚科23个属的64种盲蜷中获得了盲蜷亚科、合垫盲蜷亚科、叶盲蜷亚科、赤爪盲蜷亚科和蔽盲蜷亚科Bryocorinae 5个亚科17个属的34种盲蜷以及外群花蜷科Anthocoridae 2种花蜷的Cyt b基因序列57条。 1、酯酶同工酶的研究采用迅速冷冻的鲜标本;对酶提取液采用不连续的Tris-HCI缓冲系统和聚丙烯酞胺凝胶(PAG)进行电泳,从而获得酶谱数据。细胞色素b基因序列研究采用无水乙醇浸制标本。对扩增效果好的产物进行提纯和测序。多年保存的干标本虽然能够提取出总DNA,但未能成功获得特异引物的扩增产物。 2、将所获得的盲蜷科4亚科11属23种盲蜷雄雌个体的酶谱数据(酶带和相对迁移率Rf )转化为二态特征数据建立矩阵,应用系统发育分析软件包WinClada1.00.04对数据矩阵进行分析运算,并分别获得各个亚科内和亚科间的系统发育树。分析结果表明(1)酉旨酶同工酶酶谱特征在不同属级单元之间以及同属的不同种类之间都存在着明显的差异;(2)不同属种之间酷酶同工酶特征的相似程度与外部形态特征之间的相似程度不一致性,以外部形态为主要依据的传统分类的一些属不是真正的单系群。(3)酉旨酶同工酶酶谱特征所反映出的盲蜷科4个亚科间的相互关系与Schuh1974年所做的盲蜷科内系统发育部分一致,但合垫盲蜷亚科与叶盲蜻亚科之间不是直接的姐妹群关系。4个亚科的关系为(((盲蜻亚科Mirinae,齿爪盲蜷亚科Deraeocorinae)叶盲蜷亚科Phylinae)合垫盲蜷亚科Orthotylinae ) 。(4)盲蜷亚科内存在着明显的异质性,需要进一步的分类修订。 3、首次在盲蜷科昆虫中通过特异引物扩增和基因测序的研究方法获得了盲蜷科5个亚科17个属34种盲蜷和2个外群种类的Cyt b基因433bp序列,占被试23个属64种盲蜻的50%以上。其中盲蜷亚科9属21种的38个个体(包括首蓓盲蜷属Ade加hocoris的3个种群3个个体),合垫盲蜻亚科1属1种的2个个体,叶盲蜷亚科6属7种的12个个体,齿爪盲蜷亚科1属2种的2个个体,威盲蜻亚科1属1种1个个体,以及作为外群的花蜷科2属2种的2个个体。合计获得Cytb基因433bp序列57条。经排序和对比分析,能够用于分子系统学分析的单倍型序列有47条,这些单倍型全部参加了分析。 4、按照分析盲蜻科不同亚科内不同属之间、同属的不同种类之间、同种的不同种群之间以及不同亚科之间的系统关系的研究目的,将所获得的单倍型序列应用DnaStar, DnaSP, Mega等软件包进行排序、比较、分析,并计算其核普酸组成、多态性位点及信号位点、碱基的替换形式以及遗传距离,构建Neighbor-Joining(NJ)系统进化树图,从而从分子水平确定分类群之间的系统关系。 5、盲蜷科昆虫仰tb基因序列分析方法和分析结果直接反映着被试分类单元的遗传物质的差异和遗传本质,是最为客观的系统分类依据,所以可应用于盲蜷科的种类的鉴别、种群的分析、种上类群的划分以及科级阶元水平系统发育关系的确定。 6、分析表明,盲蜷科昆虫Cyt b基因432bp序列的碱基组成中A,T,C,G碱基的平均含量为33.5%, 37.9%, 16.1%, 12.5%; A+T平均含量较高,为71.4%y而C+G平均含量相对较低,为28.6%。三个碱基位点的A+T平均含量依次为60.1 %.66.7%和86.6%,以第三位点最高。Cyt b 432bp序列编码的144个氨基酸中不含半光氨酸(Tyr ),亮氨(Leu)的含量最高,达15%。 盲蜷科昆虫仰t b 432bp序列的多态性位点和信号位点大多数位于三联体密码子的第三位点,平均占总变异位点数的69.09%,其次是在第一位点,平均占总变异位点数的23.64%,第二位点最为保守,平均只占总变异位点数的7.27%,信号位点的分布规律也是如此,第三、第一、第二位点上信号位点所占平均比例分别为62.85%9 22.86%和14.29%。碱基的变异中大多为转换多于颠换,nslnv值大于1,仅个别对子之间颠换等于或略多于转换,几种碱基替换都曾出现。 7、通过对仰t b 432bp序列的碱基构成、变异率等的统计、比较和分析,从分子水平支持了将后丽盲蜷亚属Lygus(Apolygus)从草盲蜷属Lygus分出提升为后丽盲蜷属Apolygus的分类意见,并对盲蜷亚科的一些种类提出如下修订意见:Adelphocoris luridus Reuter 1906=Adelphocoris rufescens Hsiao 1962,Lyugs rugulipennis Poppius 1911=Lygus adspersus Schilling 1837,Apolygus lucorum Meyer-Dur 1843=Apolygus rhamnicola Reuter 1885,Trigonotylus ruficornis Geoffroy 1785=Trigonotylus coelestialium Kirkaldy 1902。 8、根据盲蜻亚科仰t b 432bp序列构建的分子系统进化树所提供的系统关系,可将参与分析的盲蜷亚科昆虫划分为4个族。首先从分子水平确证了盲蜻族Mirini和狭盲蜷族Sternodemini的划分,以外,又划分出草盲蜷族Lygini和后丽盲蜻族Apolygini。并根据参加分析的盲蜻亚科昆虫Cyt b 432bp序列的分子生物学特征将4个族级分类单元在盲蜷亚科内的系统关系确定为:(((盲蜷族Mirini((((Adelphocoris,Eurystyl us)Dichroosytus),(Trigonotylus,Polymerus))Phytocoris)狭盲蜷族Stenodemini : Stenodema)草盲蜷族Lygini:Lygus)后丽盲蜷族Apolygini:Apolygus)。 9、对盲蜷科5个亚科的代表性序列所进行的统计、比较分析结果和所构建的分子系统进化树表明,盲蜷科5个亚科间的系统发育关系应确定为((((盲蜷亚科Mirinae,齿爪盲蜷亚科Deraeocorinae )威盲蜷亚科Bryocorinae)叶盲蜷亚科Phylinae)合垫盲蜷亚科Orthotylinae )。从分子水平支持Schuh1976年提出的盲蜷科内亚科的系统发育关系中这5个亚科相互间的系统发育关系,并确定了合垫盲蜷亚科Orthotylinae在这个关系中的地位,为盲蜷科内系统发育关系的确定提供了重要的依据。 10、依据仰tb基因432bp序列分析所构建的盲蜷科亚科间分子系统进化关系与酷酶同工酶酶谱特征构建的系统发育关系基本一致。但由醋酶同工酶酶谱特征反映的属级单元之间的系统发育关系很不明确,且与仰tb基因432bp序列分析所得到的结论不一致,暂不能应用于属级水平的系统发育分析中。