中国狭摇蚊属（双翅目：摇蚊科）分子鉴定及系统发育研究

摘要

摇蚊科(双翅目)是水生生态系统中最为常见的昆虫类群之一，也是有名的环境指示物种，在水生生物食物网的物质运输与能量传递中扮演着重要角色。狭摇蚊属(Stenochiromus Kieffer)隶属于摇蚊科摇蚊亚科(Chironomidae: Chironominae)，该属幼虫具有食木性，为了适应钻木生活，演化出了狭长而扁平的头壳。　　狭摇蚊属成虫生殖节相似，体色种内变异多样，幼虫由于趋同进化导致常用鉴定特征变得十分相似。因此狭摇蚊属的精准鉴定和幼期匹配工作必须要诉诸于分子分类学技术。本研究首先选取形态学上相对较容易鉴定的成虫为研究对象，建立狭摇蚊属的条形码数据库，为以后该属的精准鉴定打下基础。本次研究共鉴定出狭摇蚊属15个种，其中国内新纪录S.balteatus，S.okialbus与S.hastatus3种；首次匹配S.inalemeus，S.koreanus与S.okialbus的雌成虫三种；首次提出将S.xianjuensissyn.n.作为S.okialbus的次级同物异名；同时建立7个新种S.daweiensissp.n.,S.latilobussp.n,S.parahastussp.n,S.pseudokialbussp.n.,S.pseudosatoruisp.n.,S.separatussp.n和S.sinoborkentisp.n.此外，研究中发现一些具有种内变异的性状，并将这些性状作为后置区分性状，重新编写了中国狭摇蚊属检索表。本次研究后中国共目前共记录狭摇蚊属21种。　　基于条形码序列构建的邻接树(Neighbor Joining, N-J)共生成17个操作分类单元(Operational Taxonomical Units，OTUs)，经过形态学验证后对应狭摇蚊属的15个种。基于标准条形码的遗传距离(K2P genetic distance)分析表明，狭摇蚊属的种间遗传距离(＞13%)远远大于种内遗传距离(＜1%)，存在明显的条形码间隙(Barcode Gap)，因此条形码技术在狭摇蚊属的精准鉴定上具有深厚的应用潜力。　　此外，为了验证狭摇蚊属的单系性和探究狭摇蚊的系统发育位置，本研究拼接了6个常用分子标记，包括两条线粒体基因片段(COI-3P, COI-5P)，两条核糖体基因片段(18S, 28S)和两条核蛋白编码基因(CAD1和CAD4)，分别运用贝叶斯推断(Bayesian inference)和最大似然法(Maximum likelihood)构建系统发育树。两种方法得出树的拓扑结构非常一致，结果证实狭摇蚊属是一个单系群，与XestochironomusSublette&Wirth(BS=85，PP=0.95)构成姐妹群关系，而HarrisiusFreeman(BS=100，PP=1)是两者共同的姐妹群。

目录

声明

第一章 前言

1.1 摇蚊科研究及其应用

1.1.1 摇蚊简介

1.1.2 摇蚊主要研究方向

1.2 狭摇蚊属分类学及系统学研究

1.2.1 狭摇蚊属介绍

1.2.2 狭摇蚊属分类学研究

1.2.3 狭摇蚊属系统学研究

1.3 DNA条形码技术

1.3.1 DNA条形码技术简介

1.3.2条形码序列的数据分析方法

1.4 摇蚊系统学研究

1.5 研究目的和意义

第二章 材料与方法

2.1 样品采集与研究区域

2.2 形态学鉴定

2.2.1 玻片标本的制作

2.2.2 形态特征测量与鉴定

2.3 分子学实验

2.3.1 DAN提取

2.3.2 分子标记扩增

2.3.3 PCR产物检测

2.4 序列处理与系统发育树构建

2.4.1 序列前处理

2.4.2 核酸替代饱和性检测

2.4.3 DNA条形码序列分析

2.4.3 系统发育树构建

第三章 实验结果

3.1 基于标准条形码（COI-5P）的分析

3.1.1 标准条形码序列组成特征分析

3.1.2 ABGD

3.1.3 基于标准条形码构建的邻接树结果分析

3.1.4 遗传距离分析

3.2 基于多位点联合基因的分析

3.2.1蛋白编码基因的替换饱和度检验

3.2.2 基于联合基因的建树结果及分析

3.3 基于分子学和形态学的最终鉴定结果

3.3.1 属征

3.3.2 中国狭摇蚊属（Stenochironomus）成虫检索表

3.3.3 物种描述

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2 研究不足与展望

参考文献

硕士在读期间发表论文

致谢

附录