中国铺道蚁属红蚁属昆虫系统学研究(膜翅目：蚁科：切叶蚁亚科)

摘要

蚂蚁，隶属于膜翅目(Hymenoptera)蚁科(Formicidae)，是典型的社会性昆虫。据统计全世界已记载的现存蚂蚁共16亚科，196属，9538种。估计全世界的蚂蚁种类总共约有20 000种，它们形成一个庞大的动物群体，在陆地生态系统中占有优势地位，而且，蚂蚁体现出高度的社会行为，使得其在进化生物学研究中具有相当重要的位置。 本研究的内容分为两部分。 第一部分是对中国铺道蚁属(Tetramorium Mayr)昆虫进行系统的形态学研究，共记载47种铺道蚁属昆虫，附有各个种的详细描述，其中5新种：少毛铺道蚁T. oligobarbus sp. N.、刻节铺道蚁T. sculptipetiolum sp. N.、粗网铺道蚁T. scrupireticulum sp. N.、具单眼铺道蚁T. ocellus sp. N.和拟克氏铺道蚁T. kraepelinioides sp. N.。附有以上新种的图片；制定了47种铺道蚁属昆虫的分种检索表。 第二部分是红蚁属(Myrmica Latreille)昆虫4种15个类群分子系统学研究。采用降落PCR技术扩增线粒体DNA中的Cytb、COⅠ+COⅡ基因片段，得出各段基因的序列，运用ContigExpress、tRNAscanSE1.21、ClustalX1.83、MEGA4、PAUP4、Dnasp4等软件对数据进行处理分析。通过邻接法(NJ)、最大简约法(MP)和极大似然法(ML)对红蚁属部分昆虫的系统发育关系进行了研究。通过分析讨论，得出如下结论： 红蚁属及外群属的22个类群昆虫Cytb、COI、COⅡ和 Cytb+COI+COⅡ基因A+T平均含量分别为73.1％、76.0％、72.7％和74.6％，G+C平均含量分别为26.8％、24.0％、24.9％和 25.4％。以上的结果说明在这些序列中存在明显的A/T偏向性。Cytb和COI基因编码的氨基酸中包括19种氨基酸，不含半胱氨酸(Cys)，但在COⅡ和 Cytb+COI+COⅡ中包含20种氨基酸，氨基酸含量上也有一定的偏向性。 红蚁属及外群属的22个类群昆虫Cytb、COI、COⅡ和 Cytb+COI+COⅡ基因的转换频率小于或等于颠换频率。转换主要发生在T与C之间，颠换主要发生在A与T之间。密码子第二位点的转换与颠换数目最小，其转换数目分别占转换总数的10.8％、14.3％、9.5％和10.8％；颠换数目分别占颠换总数的8.1％、15％、9.1％和8.9％；密码子第三位点的转换和颠换数目最高，转换数目分别占总数的67.6％、57.1％、64.3％和64.5％，颠换数目分别占总数的67.6％、55.0％、68.2％和65.3％。 结果中各个种和种下不同地理种群的关系很明确，不同的建树方法的结构得到了互相验证和支持，并与形态学分类结果完全一致。红蚁属未定种Myrmica sp.与皱红蚁M. ruginodis的亲缘关系较近，吉氏红蚁M. jessensis与皮氏红蚁M. pisarkii的亲缘关系较近，两个姐妹群最后聚在一起。但在皱红蚁不同地理种的系统发育关系的研究中发现分成两支，并且其代表种的外部形态也有一定的区别，因此应该针对这两个类群做进一步的研究，本研究结果支持将M. ruginodis分为两个类群。 运用Cytb、COⅠ、COⅡ和Cytb+COⅠ+COⅡ基因的核苷酸对红蚁属及外群属的22种昆虫进行分子系统学研究时，各种间的分类关系都比较明确，得到的系统发育树拓扑结构都基本一致。因此在分析种间和种下阶元的系统发生关系的推断以上4种基因的分析是有效的。