基于线粒体DNA序列的蝗总科及剑角蝗科的分子系统学研究

摘要

蝗虫是直翅目Orthoptera蝗亚目Caelifera蝗总科Acridoidea昆虫的通称，是分布较广泛的农、林、牧业重要害虫之一。蝗总科昆虫的科级分类一直是个存在争议的问题，也是直翅目昆虫系统发育研究中的一个热点问题。我国学者一般基于形态学特征，将蝗总科划分为9个科，我国分布有8个科。但此分类系统与国外学者所用的分类系统有较大的差别，这给我们和国外的同行的交流带来了极大的障碍，因此我们从分子水平上探讨了蝗总科8科的系统发育关系，以期为完善蝗总科分类系统提供一些必要的分子证据。另外，我们重点探讨了夏凯龄系统蝗总科的剑角蝗科Acrididae的单系性及其6属的系统发育关系。 1．我们利用12S rDNA和Cyt b序列片段，使用NJ、MP和ML方法研究了蝗总科8科12种昆虫的系统发育关系。所得序列经C1ustalX 1.8软件比对后，所得的同源序列共包含804个位点，其中含有437个变异位点，256个简约信息位点。以元宝山台蚱Formosatettix guangxiensisr Zheng et Jiang为外群，构建不加权的分子系统树，得到8个科之间的系统发生关系如下：((((剑角蝗科+槌角蝗科)+网翅蝗科)+(癞蝗科+斑腿蝗科))+斑翅蝗科)))+(锥头蝗科+瘤锥蝗科))。这个结果和传统的形态学方法得出的系统发生关系有所不同，并就此进行了讨论。 2．在应用12S rDNA和Cyt b基因序列片段对蝗总科系统发育研究的基础上，我们随后应用16S rDNA序列研究了剑角蝗科的系统发生关系。我们测定了剑角蝗科14种蝗虫的16S rRNA基因部分序列，并从(kenBank中下载了1种蝗虫的同源序列。经clustalX 1.8软件比对的同源序列共包含450个位点，其中含有146个变异位点，108个简约信息位点。以蚱科的2个种作外群，用NJ、MP及ML法重建系统发生树。由3棵分子系统树中得出的系统发生关系与中国学者基于形态学数据得出的分类系统差别较大。具体结果如下：(1)3棵分子系统树的拓扑结构都不支持剑角蝗科是单系群，这与国外学者Kevan(1982)的系统相一致，提示我们国内的分类系统亟待修改和完善；(2)长腹蝗亚科与斑腿蝗科的亲缘关系要近于与剑角蝗科的其他种类的关系；(3)尽管所测得的红足剑角蝗和上海剑角蝗的16S rDNA的片段序列完全相同，且二者在形态上差别甚微，我们仍不能就此断定二者是同一个物种。 3．通过16SrDNA序列对剑角蝗科单系性及6属系统发生关系的分析，发现我们得出的结论和西方学者Kevan(1982)所建立的系统是相符的，但是由于文中只选用了1个基因，物种量也较少，信息量有限，很难保证结论的客观性，我们又选用2个线粒体的编码蛋白基因，即Cycb基因和COI基因的部分序列联合分析，继续来探讨剑角蝗科的单系性。通过MP法、NJ法、贝叶斯法构建系统树发现，结果同样支持剑角蝗科并非单系群，且与网翅蝗科交织在一起，难以分开，故而我们建议将这两科合并为蝗科中的一个亚科。

目录

文摘

英文文摘

前言

学位论文独创性声明及学位论文使用授权声明

第一章线粒体基因序列在昆虫系统学上的应用及蝗虫系统学研究进展

第二章基于12S rDNA和Cyt b基因序列研究蝗总科系统发生关系

第三章用16S rDNA序列探讨中国剑角蝗科的单系性及其六属的系统发育关系

第四章基于Cyt b和COI基因联合序列探讨中国剑角蝗科的单系性

结论

参考文献(References)

致谢

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