基于线粒体COI基因全序列的直翅目部分类群系统发育关系分析

该研究基于直翅目56种昆虫的COI基因全序列构建了该目部分类群间的系统发育关系,同时也分析了COI基因编码的氨基酸序列构建直翅目系统发育关系的可靠性。将COI序列按照密码子一、二、三位点划分,分别计算PBS(partioned Bremer support)值,评估蛋白质编码基因密码子不同位点的系统发生信号强度。分析结果支持螽亚目和蝗亚目的单系性;剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,科间的遗传距离在0.107~0.153之间变化,与其他科相比遗传距离较小,符合将这5科合并为一科(即蝗科)的分类系统,瘤锥蝗科和锥头蝗科归为锥头蝗总科,癞蝗科单独成为一科,这也与Otte(1997)系统的划分一致。根据PBS值的大小推断密码子第三、第一位点对系统树分支的贡献比第二位点大,并且较长的序列含有较多的信息位点。研究也证实将各物种COI基因之间的遗传距离作为直翅目划分科级阶元的工具是可行的。     

基于线粒体ND2基因的直翅目部分种类分子系统学发育研究

本文的研究目的是通过对直翅目部分种类的线粒体ND2基因进行分析,重建直翅目内部昆虫的系统发育关系,并探讨分子系统发育关系和传统分类结果的异同。基于80个物种ND2基因的研究结果显示直翅目ND2基因存在碱基偏向性A T含量平均为73%,第三位点A T含量79.9%最高,推测这与氨基酸变异有关。直翅目具有单系性,而蝗亚目内部的剑角蝗科、网翅蝗科、槌角蝗科和斑腿蝗科均不是单系群,锥头蝗科和瘤锥蝗科亲缘关系较近,这与Otte分类系统相一致,建议将锥头蝗科和瘤锥蝗科合并为一个科。癞蝗科的分类地位存在争议有待进一步深入的研究。     

蝗总科部分种类16S rDNA的分子系统发育关系

将自测的我国直翅目蝗总科8科8个种和从互联网GenBank中检索到相关物种的线粒体基因组：16S rDNA序列片段进行同源性比较,计算核苷酸使用频率,并构建分子系统树。在获得的480bp的序列中。A T约占70．7％,G C为29．3％,颠换取代(transversion)的速率大于或接近转换取代(transition)的速率,其中188个核苷酸位点存在变异。研究结果表明：在直翅目蝗总科有差异的188bp中,属内种间的碱基序列差异仅为1．5％,科内属间为3．5％～3．6％,科间差异为4．8％～15．8％,亚目间差异达到15．2％～25．6％。分子系统树表明：科内的属和属内的种均优先聚在一起;蝗总科8科的起源关系为：锥头蝗科→瘤锥蝗科→癞蝗科→斑翅蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科和槌角蝗科→斑腿蝗科;锥头蝗科与瘤锥蝗科关系较近,是蝗总科内最原始的类群;槌角蝗科和网翅蝗科互为姐妹群,与最进化的斑腿蝗科关系较近;蚤蝼科为独立的一支,最先分出,似为一个亚目,与现用的分类系统有明显差别;哈螽科(螽嘶总科)和蟋蟀科聚在一起为剑瓣亚目(Ensifera),蚱科和蝗总科的8科组成短瓣亚目(Caehfera),同现用的分类系统。     

蝗总科部分种类Cyt b基因序列及系统进化研究

蝗总科8个科10个种的线粒体DNA细胞色素b(Cyt b）基因部分序列被测定分析,比较同源性,计算核苷酸使用频率并构建NJ分子系统树。在获得的432bp的序列中,A T约占70.4%,其中177个核苷酸位点存在变异（约占41.0%）,DNA一级序列数据显示,该8科蝗虫间DNA序列变异丰富。用日本蚱作外群构建的NJ树表明：瘤锥蝗科较为原始,而癞蝗科与槌角蝗科关系较近,为比较进化的类群,蝗总科8科的起源关系为：瘤锥蝗科→班翅蝗科和锥头蝗科→斑腿蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科→槌角蝗科和癞蝗科,上述研究结果与传统形态分类学结论不完全一致,并就此进行了讨论。     

利用线粒体16S rRNA基因全序列分析直翅目主要类群的系统发生关系

为了构建稳健的直翅目主要类群间的系统发生关系并探讨16S rRNA基因序列在构建直翅目昆虫不同分类阶元系统发生关系时的可行性、功效以及性能,文章测定了直翅目4总科9科18种昆虫的16S rRNA基因全序列,联合已知该基因全序列的其他40种昆虫,构建了直翅目主要类群之间的系统发生关系,并分析了16SrRNA基因全序列的系统发生性能和功效。结果表明,直翅目昆虫的16S rRNA基因全长平均为1 310 bp;除生活方式特化的蚤蝼总科和蝼蛄总科的地位无法确定外,直翅目其他主要类群系统发生关系比较稳定;蝗总科下除了斑翅蝗科和槌角蝗科外,剑角蝗科、斑腿蝗科、网翅蝗科都不是单系群,且用不同的方法构建的系统发生树中聚类情况完全一致,各科间遗传距离差异不大,建议将其合为一科;锥头蝗科、瘤锥蝗科和癞蝗科间的遗传距离差异也不大;在构建系统发生树时,16S rRNA基因环区的信息量要比茎区的大;16S rRNA基因可以构建可靠的直翅目属与种水平和目与亚目高级阶元的系统发生关系,但对科和总科阶元缺乏足够的分辨力。     

直翅目昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

目前GenBank数据库共收录167种直翅目昆虫全线粒体基因组序列,涉及蝗亚目9个总科22个科99个物种,螽亚目7个总科12个科68个物种。在此基础上,该文分析了直翅目昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在直翅目昆虫系统发育研究上的应用;同时基于线粒体全基因组序列重建了直翅目昆虫的系统发育关系。主要结果如下:(1)直翅目昆虫存在8种线粒体基因组排列类型,其中trnK-trnD重排现象仅发生在蝗总科中,trnN-trnS-trnE重排现象仅发生在蟋蟀总科中,trnM-trnI-(-trnQ)重排现象仅发生在拟叶蟲亚科中;(2)直翅目昆虫全线粒体基因组的碱基组成具有明显的AT偏向性;(3)不同的蛋白质编码基因在直翅目昆虫中的进化速率不同;(4)支持直翅目以及螽亚目和蝗亚目的单系性;(5)不支持沙螽总科单系性;(6)支持蝗亚目各总科阶元的单系性,且各总科间的系统发育关系为:(蚤蝼总科+(蚱总科+(?蜢总科+(蜢总科+(长角蝗总科+(牛蝗总科+叶翅蝗总科)+(锥头蝗总科+蝗总科))))))。     

基于线粒体ND2基因的直翅目部分种类分子系统发育分析

测定了39种直翅目昆虫线粒体ND2基因全长序列,联合GenBank中41种直翅目昆虫的ND2基因序列,探讨ND2基因在解决直翅目系统发育分析上的功效,为建立直翅目的主要类群之间稳定的系统发育关系提供更多的数据。研究结果表明,直翅目昆虫的ND2基因序列全长为996～1 029 bp,平均长度为1 020 bp,A+T含量平均为73%。用贝叶斯法(Bayesian,BI)、最简约法(maximum parsimony,MP)和最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统树,SH检验显示,RAxML法构建的ML树似然值最大,与PAUP*的ML法构建的ML树差异显著,而与贝叶斯树和简约树没有明显差异。所有系统树都显示直翅目为单系群;而蝗亚目的剑角蝗科、网翅蝗科、槌角蝗科和斑腿蝗科均不是单系群,锥头蝗科与瘤锥蝗科亲缘关系较近,这与Otte分类系统一致。螽亚目基本由两大分支构成,一支是蝼蛄总科和蟋蟀总科聚集而成,且具有很高的置信度;另一大分支由螽斯总科独自构成。     

内蒙古11种主要草原蝗虫16S rDNA序列分析

测定了内蒙古11种主要草原蝗虫的线粒体基因组16S rDNA序列,并构建了其分子系统树。在获得的505 pb序列中,G+C占302%,A+T占698%,表现出A/T偏向性。在505 bp个碱基中检测到156个多态性位点,占碱基总数的309%。156个多态性位点中包括50个单变异多态性位点（占总位点数的321%）和106个简约信息位点（占总位点数的679%）。分别采用NJ、ME、MP和UPGMA聚类方法构建系统发生树。结果表明,4科的17种蝗虫共聚为6支,其中槌角蝗科、斑腿蝗科与网翅蝗科3个科的蝗虫先聚在一起,再与斑翅蝗科相聚。4种聚类方法中UPGMA聚类法更为符合传统的以形态学为基础的分类体系。     

基于18S rRNA基因序列的直翅目主要类群系统发育关系研究

基于78种直翅目昆虫的18S rRNA基因全序列构建了直翅目各主要类群间的系统发育关系。本研究的结果支持直翅目的单系性,但不支持蝗亚目和螽亚目各自的单系性;直翅目下除蜢总科和蝗总科外各总科的划分多数与Otte系统相一致;蜢总科的单系性得不到支持;蝗总科的剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,各物种间的遗传距离差异不大,应合并为一科,即蝗科;本研究支持将Otte系统中蚱总科和螽蟖总科下各亚科级阶元提升为科级阶元;18S rRNA基因全序列可以作为划分科级阶元的工具,当位于同一分支上互成姐妹群的类群间的遗传距离超过1%时,这几个类群属于不同的科;但由于其在进化上的保守性,18S rRNA基因只能用于纲目等高级阶元间关系的研究,而由其获得的总科以下阶元间的关系并不可靠。     

应用16S rDNA序列探讨斑腿蝗科的单系性及其亚科的分类地位

本文测定了斑腿蝗科10亚科20种蝗虫和其他蝗科3种蝗虫的线粒体16S rDNA部分序列,并从GenBank中下载了15种蝗亚目昆虫的16S rRNA基因相应序列片段。比对后的序列长度是397 bp,其中有196个变异位点,157个简约信息位点,A+T平均含量为71.7%,C+G平均含量为28.3%。以序列差异比值为横坐标,以碱基转换数和颠换数为纵坐标作散点图,结果表明颠换多于转换,且随着差异程度的增加,转换明显出现了饱和。以蚱总科的日本蚱Tetrix japonica和卡尖顶蚱Teredorus carmichaeli作外群,用ME、等权MP、加权MP及贝叶斯法重建系统发生树。分子系统树表明,斑腿蝗科并非是一单系群,该科的切翅蝗亚科与稻蝗亚科也均不是一单系群;卵翅蝗、伪稻蝗和稻蝗三者有很近的亲缘关系;支持将黑蝗亚科和秃蝗亚科合为一个亚科——秃蝗亚科;现行的稻蝗亚科并非一单系群,而是一多系群。分子系统学研究结果和传统的基于形态特征的斑腿蝗科的分类体系有很大的不同。     

基于核内核糖体小亚基序列的蝗总科系统发育关系分析

用核糖体SSURdna全序列对蝗总科（Acridoidea）进行了分子系统学研究。依据测定的8种蝗虫的SSU Rdna全序列 (平均 1.844 bp),并从GenBank中选取了6种内群种类和2种外群种类的SSU Rdna同源序列,进行序列分析。利用Clustal、MEGA 和 PHYLIP 软件构建分子系统树（距离邻接法Neighbor-Joining,NJ;最小进化法 Minimum Evolution）。结果显示： (1) 蝗总科是一个单系类群;(2) 锥头蝗科（Chrotogonidae）和瘤锥蝗科（Pyrgomorphidea）亲缘关系较近,为蝗总科最原始的类群;(3) 网翅蝗科（Arcypteridae）和槌角蝗科（Gomphoceridae）有较近的亲缘关系; (4) 斑翅蝗科 （Oedipodidae）为最进化的类群; (5) SSU Rdna序列保守性强,转换transition）取代的速率大于或接近颠换（transversion）取代的速率;(6) 在系统树中,总科首先分离,大多数同科不同属的类群以高置信度聚合在一起,说明SSU Rdna序列适合用于蝗总科的系统发育关系分析。     

蝗科高级阶元的分子系统发育(英文）

迄今,蝗科内各分类阶元之间的系统发生关系大部分是未知的。本文用来自中国24种蝗科昆虫的12SrDNA和16SrDNA2个基因的联合序列(共795bp)数据,以锥头蝗科的锥头蝗(Pyrgomorpha conica)为外群,重建了分子系统树。研究结果表明,在12SrDNA与16SrDNA组成的联合数据中,转换的替代速率明显比颠换的替代速率高得多,核酸的替代已经发生了饱和。分子系统树表明:斑翅蝗亚科是一单系群,该亚科是一个合法的亚科,但斑腿蝗亚科和蝗亚科都不是单系群;斑翅蝗亚科在蝗科内是一个相对原始的类群,而稻蝗亚科比斑翅蝗亚科相对进化,比蝗科的其他亚科的种类相对原始。     

基于28S rRNA基因序列的常见有瓣蝇类的系统发育

用中国产双翅目有瓣蝇类6科15种和GenBank中登录的5科6种有瓣蝇类昆虫的28SrDNA序列片段组合成7科21种,进行同源性比较。应用Mega3.0软件,探讨了28S rRNA基因在有瓣蝇类的分子进化机制;以黑腹果蝇Drosophilia melanogaster为外群,NJ和MP法构建了上述类群的分子系统树。研究结果表明:在获得的698bp的序列中,有126个变异位点,101个简约信息位点;A T含量平均为68.8%,存在较强的A T含量偏向性。分子系统树中,所有内群聚为一支,支持有瓣蝇类为一单系。内群分别聚为2大支:丽蝇科和麻蝇科关系较近于寄蝇科,组成较进化的狂蝇总科;蝇科与花蝇科聚合的类群为蝇总科,上述结果与现代形态分类系统相同。但粪蝇科和厕蝇科脱离蝇总科,与狂蝇总科聚为一支,与现代形态分类系统不一致。     

蝗总科染色体研究及科级综合比较（直翅目）

对国际范围内蝗总科染色体研究简史及细胞分类学研究概况进行了回顾,并对我国蝗总科细胞分类学研究进展作了简要介绍。在此基础上,本文根据染色体数目、形态、染色体分组型式、性染色体位置、Ｃ带结构特征及异染色质总含量值等多方面特征对蝗总科８个科细胞分类学相互关系进行了综合比较。结果表明：癞蝗科染色体特点明显,进化位置独特;锥头蝗科与瘤锥蝗科相互近缘;斑腿蝗科与斑翅蝗科较为相近,网翅蝗科与槌角蝗科在染色体多项     

基于COⅠ部分序列对皿蛛科盖蛛属(Linyphiidae,Neriene)几种蜘蛛亲缘关系的研究

将自测的皿蛛科Linyphiidae盖蛛属Netiene 15种蜘蛛与从GenBank中下载的1种盖蛛的COⅠmtDNA序列片段进行了同源性比较,以皿蛛科朱氏盾蛛Frontinella zhui的作为外群,用NJ、MP、ML和贝叶斯法构建了分子系统树。在所比较的818bp的序列中,有371个变异位点,143个简约信息位点;A、T、G、C的平均含量为23．1％、42．9％、17．8％、16．2％,所有种类的A＋T含量比较高,平均为66．0％。分子系统树基本支持已有的形态学研究,但鹤嘴盖蛛Nerien macella却没有被归入哈氏盖蛛组,可能是由于鹤嘴盖蛛与同组其他3种蜘蛛属于不同的动物地理区系所致;分析结果同时支持将中华盖蛛Neriene sinensis和黑斑盖蛛Neriene nigripectoris归入盾形盖蛛组。     

汉中地区三个自然保护区蝗虫种类调查

汉中有陕西长青国家级自然保护区、陕西洋县朱自然保护区和陕西省佛坪国家级自然保护区。经过调查,3个自然保护区共有蝗虫39种,隶属5科27属,其中锥头蝗科Pyrgomorphidae仅1属1种,斑腿蝗科Catantopidae8属16种,网翅蝗科Arcyperidae5属9种,斑翅蝗科Oedipodidae9属9种,剑角蝗科Acrididae4属4种。3个自然保护区中,斑腿蝗科物种和属的多样性较为丰富。3个自然保护区的蝗虫区系组成包括东洋区种类17种、古北区7种、两区共有种8种和秦巴山区特有种7种。秦巴山区特有种的相对数量比较多(179%),这反映出汉中自然环境的特殊性。     

Combined molecular phylogenetic analysis of the Orthoptera (Arthropoda,Insecta) and implications for their higher systematics

A phylogenetic analysis of mitochondrial and nuclear rDNA sequences from species of all the superfamilies of the insect order Orthoptera (grasshoppers, crickets, and relatives) confirmed that although mitochondrial sequences provided good resolution of the youngest superfamilies, nuclear rDNA sequences were necessary to separate the basal groups. To try to reconcile these data sets into a single, fully resolved orthopteran phylogeny, we adopted consensus and combined data strategies. The consensus analysis produced a partially resolved tree that lacked several well-supported features of the individual analyses. However, this lack of resolution was explained by an examination of resampled data sets, which identified the likely source of error as the relatively short length of the individual mitochondrial data partitions. In a subsequent comparison in which the mitochondrial sequences were initially combined, we observed less conflict. We then used two approaches to examine the validity of combining all of the data in a single analysis: comparative analysis of trees recovered from resampled data sets, and the application of a randomization test. Because the results did not point to significant levels of heterogeneity in phylogenetic signal between the mitochondrial and nuclear data sets, we therefore proceeded with a combined analysis. Reconstructing phylogenies under the minimum evolution and maximum likelihood optimality criteria, we examined monophyly of the major orthopteran groups, using nonparametric and parametric bootstrap analysis and Kishino-Hasegawa tests. Our analysis suggests that phylogeny reconstruction under the maximum likelihood criteria is the most discriminating approach for the combined sequences. The results indicate, moreover, that the caeliferan Pneumoroidea and Pamphagoidea, as previously suggested, are polyphyletic. The Acridoidea is redefined to include all pamphagoid families other than the Pyrgomorphidae, which we propose should be accorded superfamily status.