基于几何形态学方法的秦巴山区中华蜜蜂翅形态变异研究

【目的】本研究拟揭示陕西省秦巴山区的中华蜜蜂Apis cerana cerana翅形态变异规律,为研究中华蜜蜂种下形态分化提供依据。【方法】基于几何形态测量学方法对陕西省秦巴山区17个样地的中华蜜蜂前翅进行量化分析,并结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、典型变量分析(Canonical variate analysis,CVA)、薄板样条分析(Thin-plate spline,TPS)等方法探讨该地区中华蜜蜂形态分化规律及影响因素。【结果】不同采样地的中华蜜蜂种群在翅大小上存在显著性差异,同时翅大小与所处地理位置存在显著的相关性。前翅形态变异主成分分析结果显示来自秦岭北坡的5个种群与秦岭南坡以及巴山地区的种群在PC1方向上存在一定的分化。TPS分析结果显示北坡5个采样地种群具有较宽的翅。马氏距离和普氏距离结果均显示秦岭北坡种群与秦岭南坡种群以及巴山种群之间均存在显著性差异,且秦岭南坡种群与巴山种群之间的差异较小。普氏距离随着地理距离的增大而变大,但南北坡之间存在一定的差异。【结论】翅大小与其所处地理位置存在明显的相关性,海拔和纬度上的差异是造成翅大小变化的主要因素。处于秦岭北坡的种群与秦岭南坡以及巴山地区中华蜜蜂种群出现一定程度的翅脉形态分化。     

基于几何形态学的北二星蝽种内形态差异分析(半翅目： 蝽科)(英文)

【目的】北二星蝽Eysarcoris aeneus是一种广泛分布于古北区的重要农业害虫,可危害多种经济作物。其刺肩型和钝肩型前胸背板后侧角长度存在差异,暗示其种内变异的存在。【方法】基于几何形态学的多元回归分析(multivariate regression)、主成分分析(principal component analysis, PCA)、典型变量分析(canonical variate analysis, CVA)和判别函数分析(discriminant function analysis, DFA),对采集于中国19个地区的142头标本(98头北二星蝽标本和44头作为外群的广二星蝽E.ventralis标本)的前翅、后翅、头和小盾片4个性状进行分析比较,研究北二星蝽钝肩型和刺肩型之间的形态变异。【结果】对于所研究的4个性状来说,北二星蝽钝肩型和刺肩型标本间均未检测到异速生长的存在。主成分分析中,钝肩型和刺肩型的标本均有重叠,典型变量分析则显示它们之间存在显著差异(马氏距离和普氏距离的P值均小于0.01)。判别函数分析显示,依据这4个性状两型样本间的正确判别率在67%~89%之间。【结论】结果表明,前翅、后翅、头和小盾片都可以作为北二星蝽钝肩型和刺肩型之间形态变异的评价指标,小盾片特征具有最高水平的鉴别价值;对于所研究的这4个性状来说,北二星蝽钝肩型和刺肩型之间都表现出显著的形状差异,而它们的质心距离差异不显著,说明相对于体型大小差异分析,形状差异分析能更灵敏地揭示谱系间的变异。本研究表明几何形态学可以有效地描述北二星蝽的种内形态变异,为蝽类昆虫种内变异的研究奠定了基础。     

高温对莲草直胸跳甲两个地理种群体重和体型的影响

体型大小与昆虫在温度胁迫下的适应性有关。本文旨在研究入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides生防天敌莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila SelmanVogt不同地理种群对高温的形态响应机制。以恒温25℃作为对照,分别测定莲草直胸跳甲长沙种群和海南种群在模拟夏季特定12∶00-16∶00时段30℃、33℃、36℃高温条件下的幼虫体重、初羽化成虫体重、后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽等指标。结果表明,莲草直胸跳甲两地理种群幼虫体重均随温度升高而增加。两种群雌虫及长沙种群雄虫的体重、后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽度随温度上升显著下降;海南种群雄虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽在各温度处理间无显著差异。在33℃、36℃高温条件下,长沙种群的幼虫体重、雌虫体重及雌虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽显著高于海南种群,而长沙种群雄虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽显著低于海南种群。试验表明,不同地理种群的莲草直胸跳甲形态大小对高温的响应存在差异。本研究结果为探究莲草直胸跳甲种间进化以及人工培育耐热种群的实践提供了一定的参考依据。     

基于几何形态学的北二星蝽种内形态差异分析(半翅目:蝽科)（英文）

【目的】北二星蝽Eysarcoris aeneus是一种广泛分布于古北区的重要农业害虫,可危害多种经济作物。其刺肩型和钝肩型前胸背板后侧角长度存在差异,暗示其种内变异的存在。【方法】基于几何形态学的多元回归分析(multivariate regression)、主成分分析(principal component analysis,PCA)、典型变量分析(canonical variate analysis,CVA)和判别函数分析(discriminant function analysis,DFA),对采集于中国19个地区的142头标本(98头北二星蝽标本和44头作为外群的广二星蝽E. ventralis标本)的前翅、后翅、头和小盾片4个性状进行分析比较,研究北二星蝽钝肩型和刺肩型之间的形态变异。【结果】对于所研究的4个性状来说,北二星蝽钝肩型和刺肩型标本间均未检测到异速生长的存在。主成分分析中,钝肩型和刺肩型的标本均有重叠,典型变量分析则显示它们之间存在显著差异(马氏距离和普氏距离的P值均小于0. 01)。判别函数分析显示,依据这4个性状两型样本间的正确判别率在67%～89%之间。【结论】结果表明,前翅、后翅、头和小盾片都可以作为北二星蝽钝肩型和刺肩型之间形态变异的评价指标,小盾片特征具有最高水平的鉴别价值;对于所研究的这4个性状来说,北二星蝽钝肩型和刺肩型之间都表现出显著的形状差异,而它们的质心距离差异不显著,说明相对于体型大小差异分析,形状差异分析能更灵敏地揭示谱系间的变异。本研究表明几何形态学可以有效地描述北二星蝽的种内形态变异,为蝽类昆虫种内变异的研究奠定了基础。     

高原裸裂尻鱼头部轮廓形状及其变异的几何形态测量分析

为了明确描述高原裸裂尻鱼的表型多样性,运用现代几何形态测量法,基于高原裸裂尻鱼头部轮廓的形态坐标数据,对其5个地理种群的样本做了定量分析。结果主要如下:①主成分分析（PCA）和典型变量分析（CVA）显示,5个地理种群的样本的变异主要位于口型特征、下吻部形状、下颌骨形状、下颌锐利角质程度和头部形状等性状。②基于主成分分析、典型变量分析和聚类分析,高原裸裂尻鱼三个亚种（班公湖亚种、玛法木湖亚种和指名亚种）相互分开,在PC1轴上从负值到正值依次排列,从而确定了高原裸裂尻鱼亚种划分的有效性。③通过形态差异的显著性检验,基于马氏距离和普氏距离分析了高原裸裂尻鱼各地理种群之间的形态变异距离,根据差异显著性将该5个地理种群的高原裸裂尻鱼分为湖泊型亚种和河流型亚种,随后的聚类分析同样支持该结果。总之,通过几何形态测量法,准确描述了高原裸裂尻鱼头部轮廓的形态多样性,按照外形的差异,将5个地理种群分为两种生态型,并推测该差异主要是由于所生活的水体环境和食物差异所造成。对高原裸裂尻鱼形态差异的识别和研究,能为其生态学研究和物种多样性保护提供相应指导,丰富微进化理论。     

红皮沙拐枣种群间的形态变异分析

调查和测定了中国西北荒漠地区的红皮沙拐枣(Calligonum rubicundum)5个种群的形态变异特征,应用方差分析、主成分分析和聚类分析方法．分别对其形态因子进行了单元和多元分析。结果表明,种群间16个形态指标中的15个具有显著性差异．而多元方差分析的种群间形态变异的差异性较小。灌高、种子重量和灌幅指标具有很强的形态变异性分析意义。种群间的形态差异(欧式距离)与种群问基因流动(地理距离)间没有发现相关关系。来自宁夏的R5种群在形态聚类分析巾较为孤立,其它4个来自新疆的种群具有较近的相似关系。     

云南省6个松墨天牛种群形态差异分析

对云南省松墨天牛Monochamus alternatus Hope 6个地理种群159个个体体长、前胸背板纵长、前胸背板横宽值及前胸背板斑纹进行了差异系数计算、聚类分析及判别分析.各松墨天牛种群间的差异系数均小于1.28;聚类分析表明,畹町种群形态与其他5个种群差异较大;基于4个形态特征建立的判别函数可以将畹町种群与云南其他种群区别开来.畹町种群与其他松墨天牛种群的形态差异可能由于其遗传差异造成.     

光肩星天牛两型种群表型多样性分析

【目的】光肩星天牛Anoplophora glabripennis(Motschulsky)是国内最重要的林木蛀干害虫之一,在中国分布范围较广。近年来,形态学以及分子生物学的研究表明,光肩星天牛与黄斑星天牛A.nobilis(Ganglbauer)很可能是同一种的不同型。定量研究光肩星天牛两型的差异与表型多样性。【方法】作者以光肩星天牛的20个地理种群的光肩星天牛分布区为研究对象,采用巢式方差分析和聚类分析对其头长、头后缘宽、前胸后缘宽等13个表型性状进行多样性分析。【结果】表型特征在群体间与群体内均存在着广泛的变异,13个性状的平均表型分化系数为11.78%,群体内变异是其表型性状变异的主要来源;后翅长度与经度呈极显著负相关,与海拔极显著正相关以及与年降水量呈显著负相关。体长与鞘翅斑纹颜色与海拔高度分别呈显著正相关和负相关关系;在不同地理种群中,鞘翅斑纹颜色的分化系数达到最大,为50.53%;而以鞘翅斑纹颜色分类的两型差异显示各性状的表型分化系数均大幅度降低。【结论】本研究首次将鞘翅斑纹的颜色进行数字化处理,并进行分类,结果显示各个颜色类群的分化系数均大幅度减小,说明颜色类群之间的分化要小于地理隔离所造成的差异,进一步验证了光肩星天牛与黄斑星天牛为同一种的不同型。     

福建地区褐臂金龟新亚种记录(鞘翅目,臂金龟科)

记录了分布在中国福建的褐臂金龟1新亚种:戴褐臂金龟福建亚种Propomacrus davidifujianensis ssp.nov.,它和分布于江西的戴褐臂金龟Propomacrus davididavidi Deyrolle,1874的主要区别是:体型较小,肩角为黑色,鞘翅色斑较小,且和前胸背板均为深红褐色,鞘翅中缝的黑带粗大,雄虫前足胫节基本为黑色,此节着生的绒毛无弱化现象,胫节及腿节的外部形态。     

丽金龟亚科的二新种(鞘翅目:金龟子科)

本篇记述了国内金龟子科丽金龟亚科的新种2种。新种的模式标本存中国科学院动物研究所。 Phyllopertha bifasciata,新种 ?,体长 10毫米,体宽 5.5毫米。 体黑色带褐,有光泽,头和前胸背板略带绿色闪光;鞘翅有二黄色纵长条纹,各     

白星花金龟对寄主植物挥发物的电生理反应

[目的]白星花金龟Protaetia brevitarsis是我国经济上重要的农业害虫.本研究拟鉴定苹果、葡萄和玉米3种果实在两种状态(健康与受白星花金龟成虫为害)下的挥发物中能引起白星花金龟雌成虫触角电生理反应的挥发物成分.[方法]采用动态顶空吸附法收集苹果、葡萄和玉米3种果实的挥发物,用气相色谱-触角电位联用技术(...     

Impact of environmental factors on the body shape variation and sexual shape dimorphism in Carabus granulatus L.(Coleoptera: Carabidae)

Despite plenty of data in insects shape variation,papers on environmental factors effect on such variation are scarce and in ground beetles are practically absent.The aim of this research was to:(i) model the effect of the region of habitation,urbanization and habitat vegetation into the shape variation in widespread carabid species;(ii) describe sexual shape dimorphism in studied species.Samples were pitfall trapped in different regions of its area in the spectrum of anthropogenic influence (cities,suburbs,natural biotopes).One thousand and one hundred sixty-eight specimens were analyzed for six morphometric traits and terminal points of those measurements were used as landmarks for Procrustes analysis.We used linear models to reveal which factor (region,urbanization or vegetation) and in what direction affected beetles shape.Results showed that males in C.granulatus had more convex elytra and head,and the more convex in apical-basal direction pronotum.In its area from the east to the west elytra flattened in medial-distal direction and pronotum flattened in apical-distal direction.In disturbed urban environment beetles pronotum became more convex in both sexes and males elytra became more convex too.In open habitats (meadows,lawns) beetles became more flattened.     

基于形态特征的中华稻蝗生物地理学分析

为研究中华稻蝗形态特征与地理特征的关系,选取中华稻蝗体长(LB)、头长(LH)、前胸背板长(LP)、前胸背板宽(WP)、前胸背板侧片长(LLP)、前胸背板侧片高(HLP)、前翅长(LEL)、后足股节长(LF)、后足股节宽(WF)和后足胫节长(LT)等10个性状,采用电子游标卡尺测量其长度进行比较,使用SPSS11.5统计软件进行体长方差分析、各个性状在不同种群间的多重方差分析以及各性状间与海拔高度间的相关性分析。结果显示:9个中华稻蝗种群分为南方组、北方组及一个过渡种群,雌雄虫中北方种群的体长均明显小于南方种群;各性状测量值呈现出随纬度增加而减少的趋势;10个性状中除前胸背板长、前翅长、后足股节长和后足胫节长与海拔高度之间的相关性不显著之外,其余性状均与海拔高度呈现显著的正相关。结果表明,秦岭的分隔是造成南北方种群形态特征产生差异的主要原因;体型较大、后腿股节较宽的中华稻蝗更有利于在高海拔环境生存。     

Is the morphological disparity of lemur skulls (Primates) controlled by phylogeny and/or environmental constraints?

The cranial morphology of Lemur catta and of the five species of the genus Eulemur is investigated here by landmark identification and Procrustes superimpositions. This geometrical morphometric method makes it possible to describe pure shape differences independent of size effects, and to quantify differences between specimens. The aim of this study is to determine whether the morphological disparity of lemur skulls is constrained by the environment and/or by the group's phylogenetic history. First, Procrustes residuals are analysed by principal component analysis and the scatter-plots interpreted against the geographical distributions of taxa to determine whether morphology is correlated with geography. Then, a morphological distance tree is computed and compared with various cladograms reported in the literature to test for any correlation between morphology and phylogeny. Morphological disparity is found to be closely correlated with geographical distribution but independent of phylogeny. This confirms that the morphological disparity of lemur skulls is associated with a high degree of homoplasy, probably as a result of ecological constraints.  © 2002 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society , 2002, 76 , 577–590.     

冈比亚按蚊性别决定基因 doublesex 的克隆、序列分析及表达谱

【目的】doublesex 是控制昆虫性别分化的关键基因,决定了昆虫体细胞与生殖细胞的性别。本研究旨在克隆、鉴定重要疟疾媒介冈比亚按蚊 Anopheles gambiae 性别决定基因 doublesex（Angdsx）,分析其在雌雄个体内的剪切体及在不同发育时期的表达模式。【方法】基于冈比亚按蚊转录组数据库,比对到 Angdsx 相关片段,分别以雌雄成蚊cDNA为模板,采用RT-PCR与RACE方法克隆分别获得雌雄个体内 Angdsx 全长基因,利用生物信息软件对所得序列进行结构域预测、氨基酸序列比对和进化树分析。根据 Angdsx 特异性表达引物,利用RT-PCR方法研究其在冈比亚按蚊雌雄个体及不同发育时期的表达谱。【结果】分别从冈比亚按蚊雌雄成虫中克隆获得 Angdsx cDNA全长序列,分别命名为Angdsx^F（GenBank登录号：KM978937）和 Angdsx ^M（GenBank登录号：KM978938）。Angdsx 位于2号常染色体右臂,基因横跨接近80 kb基因组长度。Angdsx^F 长度为4 874 nt,编码长度为265 个氨基酸的雌性特异性蛋白DSX^F;Angdsx ^M 长度为3 183 nt,编码长度为633个氨基酸的雄性特异性蛋白DSX^M。结构域分析发现 Angdsx 包括 doublesex 保守的TRA/TRA-2结合位点、dsx 重复序列、富含精氨酸/丝氨酸双肽区、多聚嘌呤增强子序列和RNA结合蛋白结合序列,以及连续的双核苷酸GT为主的重复序列。与Angdsx^F 相比, Angdsx ^M具有一个雌性特异性的外显子。Angdsx ^M 在0-2 h卵中高表达,随后逐渐减少,在12-24 h卵中降至最低,之后再次升高;Angdsx^F 则在6-8 h卵中开始表达。【结论】本研究获得了冈比亚按蚊性别决定基因 Angdsx 在雌雄个体内的全长序列,Angdsx 具有保守的结构域与表达特征。本研究结果为蚊虫性别分化的分子机制及将其最终应用于显性致死昆虫施放技术进行蚊媒的防制提供了理论基础。     

斑衣蜡蝉若虫寄生蜂地理种群遗传差异及早期快速检测

【目的】明确不同地理种群斑衣蜡蝉Lycorma delicatula若虫寄生蜂种群遗传差异,实现若虫被寄生早期的快速准确检测,以评估其对斑衣蜡蝉种群的控制作用。【方法】利用DNA条形码技术获得不同地理种群斑衣蜡蝉若虫寄生蜂COI和28S rDNA序列,利用K2P模型计算不同地理种群间的遗传距离,以邻接(neighbor-joining,NJ)法构建系统发育树;基于COI序列设计种特异性PCR(SS-PCR)引物,利用SS-PCR对斑衣蜡蝉若虫DNA进行扩增,测定其体内是否有中华螯蜂Dryinus sinicus寄生;利用目测法观察和PCR扩增测定寄生蜂对不同采样点斑衣蜡蝉若虫的寄生率。【结果】经鉴定,不同地理种群斑衣蜡蝉若虫寄生蜂为中华螯蜂,该寄生蜂COI序列共检测到16个单倍型,28S rDNA序列共检测到4个单倍型。不同地理种群间中华螯蜂遗传距离在0.00691~0.01310之间。邻接法构建的系统发育树显示不同地理种群中华螯蜂均聚于一枝。基于COI序列设计的SS-PCR引物对中华螯蜂成虫、幼虫均具有良好的扩增效果,最低检测阈值为0.000005 ng/μL DNA。利用SS-PCR测定中华螯蜂对各采样点斑衣蜡蝉若虫的寄生率为22.54%~60.00%,显著高于目测统计的结果(5.63%~36.98%)。【结论】不同中华螯蜂地理种群间遗传差异较小;SS-PCR引物可用于不同地区中华螯蜂对斑衣蜡蝉早期寄生率的快速检测。     

基于COI基因5′端与3′端序列田间常见粉虱的分子鉴定

【目的】粉虱种类繁多,个体微小,其种类识别与鉴定常需借助分子生物学技术。本研究旨在明确线粒体COI基因(mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I gene) 5′端和3′端序列对常见种类粉虱识别鉴定的可行性。【方法】以我国田间常见的16种粉虱为对象,以COI基因5′端(641 bp)和3′端(738 bp)序列为靶标进行比对分析,以MEGA 5.10软件的K2-P模型计算种内与种间遗传距离,以邻接法(NJ法)构建进化树并进行系统发育分析。【结果】当以5′端为靶标时,16种粉虱的种内平均遗传距离为0.0015,种间平均遗传距离为0.2897,种间遗传距离为种内遗传距离的193.1倍;而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。当以3′端为靶标时种内平均遗传距离为0.0007,种间平均遗传距离为0.2817,种间遗传距离为种内遗传距离的402.4倍;但桑粉虱Pealius mori与烟粉虱Bemisia tabaci Asia II 1的种内和种间遗传距离重叠。系统发育分析结果显示,以5′端为靶标时,16种粉虱可以形成独立的进化分支;以3′端为靶标时,除桑粉虱与传统分类学不一致外,其余种类均可形成独立的分支。【结论】结果表明,5′端序列更适用于基于DNA条形码技术的物种识别鉴定研究。     

When morphometry meets genetics: inferring the phylogeography of Carabus solieri using Fourier analyses of pronotum and male genitalia

Population differentiation is a crucial step in the speciation process and is therefore a central subject in studies of microevolution. Assessing divergence and inferring its dynamics in space and time generally require a wide array of markers. Until now however, most studies of population structure are based on molecular markers and those concerning morphological traits are more scarce. In the present work, we studied morphological differentiation among populations of the ground beetle Carabus solieri, and tested its congruence with genetic population structure. The shape of pronotum and aedeagus was assessed using Dual Axis Fourier Shape Analysis. manova on Fourier coefficients revealed highly significant morphological variation between populations and a similar geographical pattern of differentiation for both structures. On the whole, morphological and genetic patterns were also found to be congruent. Our analysis confirms the phylogeographical scenario proposing that two entities of C. solieri differentiated during the last glaciation events before recolonizing the actual range of the species. It also indicates a large introgression between the two differentiated entities in the centre of the range.