蝽科部分昆虫细胞色素b基因序列及其系统发育关系的探讨

以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因作为分子标记,对蝽科蝽亚科3种、益蝽亚科2种、荔蝽亚科1种、盾蝽亚科2种昆虫进行序列测定,获得Cyt b基因432bp的序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为31．3％、12．4％、37．6％和18．7％,A T平均含量为68．9％,明显高于G C含量(30．1％);密码子第三位点A T含量更高达82．7％。属和种间序列变异大,碱基替换多发生在第三位点。以筛豆龟蝽(Megacopta cribraria)为外群构建系统发育树,结合形态特征与序列变异率,赞同将盾蝽亚科、荔蝽亚科从蝽科划分出来并提升为科的观点,它们之间的系统关系为：盾蝽科与荔蝽科形成姊妹群,较蝽科发育得早;蝽科作为一个单系群,是蝽总科中最为进化的类群。     

中国缘蝽科部分种类细胞色素b基因序列及系统进化研究

以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因作为分子标记,首次对缘蝽科4亚科14种昆虫进行序列测定,获得Cyt b基因412 bp的序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为34.2%、11.4%、35.7 %和18.7 %,A T平均含量为69.9 %,明显高于G C含量(30.1 %).密码子第3位点的A T含量高达82.8%,亚科间序列变异大,有193个核苷酸位点发生变异,碱基替换多发生于第3位点.以筛豆龟蝽为外群构建系统发育树,表明在亚科级关系上,姬缘蝽亚科最原始,蛛缘蝽亚科次之,巨缘蝽亚科和缘蝽亚科亲缘关系较近,为较进化种类.     

基于28S rDNA 的叩甲科分子系统发育关系研究

【目的】通过对叩甲科（Elateridae）昆虫核糖体28S rDNA基因片段序列进行比较,从分子水平研究叩甲科昆虫的系统发育关系,并和传统分类结果相比较,为我国叩甲科分类系统的论证和进一步修订奠定基础。【方法】将自测的我国9种（含两个地理种群）共10个叩甲科昆虫样品的28S rDNA基因片段序列与GenBank报道的32种叩甲科昆虫进行同一性比较,用DNAStar Lasergene v 7.1.0和MEGA4.0（NJ法、MP法和ME法）构建分子系统发育树。【结果】在获得的890 bp的序列中,保守位点477个,占全部位点的56.1％;简约位点291个,占全部位点的34.2％;G+C的平均含量为63.9％,明显高于A+T的平均含量,碱基组成偏向G和C;转换（transition）稍高于颠换（transversion）。遗传距离分析表明叩甲科昆虫各亚科内各种间遗传距离在0.000～0.130之间变动,明显小于各亚科之间的遗传距离。不同的系统发育树都支持叩甲科为一单系群,并将10个亚科聚为4个聚类簇:聚类簇Ⅰ为梳爪叩甲亚科（Melanotinae）＋叩甲亚科（Elaterinae）,聚类簇Ⅱ为槽缝叩甲亚科（Agrypninae）＋萤叩甲亚科（Pyrophorinae）＋单叶叩甲亚科（Conoderinae）,聚类簇Ⅲ为小叩甲亚科（Negastriinae）＋心盾叩甲亚科（Cardiophorinae）,聚类簇Ⅳ为齿胸叩甲亚科（Denticollinae）＋尖鞘叩甲亚科（Oxynopterinae）和异角叩甲亚科（Pityobiinae）。它们来源于2个支系,支系1包含聚类簇Ⅰ,支系2包含聚类簇Ⅱ、聚类簇Ⅲ和聚类簇Ⅳ,而Senodonia quadricollis总是单独作为一支与其他叩甲分开。【结论】本研究证实了过去基于成虫和幼虫形态为基础的分类系统的基本合理性,一是叩甲科为一单系类群;二是叩甲科可明显地分为4个簇群;三是心盾叩甲亚科（Cardiophorinae）为一单系类群,但其他许多亚科存在并系的情况,特别是Senodonia quadricollis的归属还需进一步论证。28S rDNA 序列分析是一种很好的研究叩甲科从种级到科级各类群间的系统发育关系的方法。     

五种真蝽(Pentatoma Olivier) mtDNA-COII基因序列分析及系统发育关系初探(半翅目:蝽科)

测定并比较分析了真蝽属(Pentatoma)5种昆虫：褐真蝽P．semiannulata、斜纹真蝽P．illuminata、红足真蝽P．rufipes、H本真蝽P．japonica和金绿真蝽P．metallifera以及益蝽亚科2种外群种类(并蝽Pinthaeus humeralis和蠋蝽Arma custos)mtDNA—COII基因部分序列,依据分子数据建立了该5种昆虫的系统发育关系。结果显示,5种真蝽COII基因A T平均含量(73％)高丁弹尾目、缨尾目和直翅目昆虫,低于双翅目、鳞翅目及膜翅目昆虫,而与缨翅目的蓟马和半翅目的突角长蝽Oncopeltus fasciatus非常接近。系统发育结果显示,红足真蝽与日本真蝽亲缘关系最近,形成一个姊妹群,斜纹真蝽与金绿真蝽亲缘关系较近,也形成一个姊妹群,褐真蝽为较早分化的种类。     

基于线粒体16S rDNA基因的天牛科部分种类分子系统学研究(鞘翅目:天牛科)

研究测定了天牛科3亚科9种昆虫线粒体16S rDNA基因约500bp的序列,对序列的碱基组成和遗传距离进行分析。并基于16S rDNA基因序列数据,采用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)分析天牛科3亚科分子系统发育关系。研究结果表明,2种方法得到的分子系统树其分支结果一致,可将内群分为2个分支,第1个分支包括沟胫天牛亚科和天牛亚科;第2个分支包括花天牛亚科。16SrDNA基因对天牛科亚科间系统发育的研究是有价值的。     

COⅡ基因在昆虫分子系统学研究中的作用和地位

细胞色素氧化酶Ⅱ(cytochromeoxidaseⅡ,COⅡ)基因位于线粒体DNA(mtDNA)上,编码细胞色素氧化酶亚基Ⅱ,该亚基为细胞色素c提供重要的结合位点。COⅡ基因进化速率较快,是昆虫分子系统学研究中理想的分子标记。目前,已经利用该基因从各个分类水平对昆虫系统发育关系、物种形成与分化、种群遗传与变异及生物地理等方面做了广泛的研究。研究表明,利用该基因可以很好地解决昆虫属、种及种下分类单元的系统发育问题,但是在解决科、亚科等高级阶元的系统发育关系时仍存在一些局限,COⅡ基因与其他mtDNA及核基因的联合分析能够更好地解决昆虫的系统发育问题。     

基于COI基因序列的九种真蝽属昆虫的分子系统学研究(半翅目:蝽科)

通过对真蝽属Pentatoma 9种昆虫线粒体COI基因约798bp的序列进行分子进化分析,并以同蝽科宽铗同蝽Acanthosoma labiduroides为外群,采用最大简约法、最大似然法和邻接法构建了分子系统树,来探讨真蝽属的系统发育关系.研究结果支持褐真蝽群P. semiannulata-group的划分,绿角真蝽Pentatoma viridicornuta应划归到褐真蝽群P. Semiannulata-group;红足真蝽群中的角肩真蝽P. angulata与红足真蝽P. rufipes遗传距离较小,它们是否为1个物种值得关注;真蝽属各群之间的系统发育关系以及是否可分为3个属值得进一步研究.     

基于COⅡ基因序列的斑腿蝗科部分亚科的分子系统学研究

采用PCR产物直接测序法测定了斑腿蝗科10个亚科16属22种的COⅡ基因585 bp的片段, 对序列的碱基组成进行了分析,并评估了数据集的系统发育信号;最后,以癞蝗科的肃南 短鼻蝗作为外群,采用NJ法、MP法、ML法以及贝叶斯推论法构建了系统树,以解决这些物种所代表的亚科之间的系统发育关系。结果表明：22种斑腿蝗科昆虫的COⅡ基因序列碱基组成表现强烈的A+T含量偏向性。对COⅡ基因585 bp序列片段构成的全数据组和根据密码子不同位点划分的密码子第一、第二和第三位点数据组的系统发育信号分析显示,所有数据组都具有一定的系统发育信息。在4种方法得到的合一树中发现： （1）星翅蝗亚科、刺胸蝗亚科、黑背蝗亚科、斑腿蝗亚科的亲缘关系较近;（2）卵翅蝗亚科与稻蝗亚科亲缘关系较近,建议卵翅蝗亚科似乎应归入稻蝗亚科中,板胸蝗亚科与这两个亚科的关系较近;（3）黑蝗亚科和秃蝗亚科似乎应合并为一个亚科;（4）切翅蝗亚科的4个属未聚在一起,表明这些属的区别较大,不是一个单系群;（5）黑蝗亚科和秃蝗亚科关系较近,且与本研究中其他几个亚科的亲缘关系相对较远。研究结果表明COⅡ基因在解决斑腿蝗科的亚科以下属种间的系统发育关系时是一个有效的分子标记。     

从Cyt b基因序列探讨Grophosoma属和Dybowskyia属的分类地位(半翅目:蝽科)

对蝽科11种昆虫的线粒体细胞色素b（Cyt b）基因部分序列进行测定和分析,在获得的长度为432bp的序列片段中,碱基T、C、 A、G的平均含量分别为38.8%、18.0%、31.6%和11.6%, A＋T平均含量为70.4%,明显高于G＋C含量（29.6 %）.密码子第三位点的A＋T含量高达86.1%.属种间序列变异丰富,有179个核苷酸位点发生变异,变异率为41.4%,碱基替换多发生于第三位点.以筛豆龟蝽Megacopta cribraria为外群构建的系统发育树表明：滴蝽属与蝽亚科其它属关系较远,条蝽属与蝽亚科其它属关系较近,结合形态特征与序列变异情况,支持将滴蝽属从蝽亚科划出并入舌盾蝽亚科,但条蝽属的分类地位仍需要进一步探讨.     

基于内转录间隔区基因片段对叩甲科昆虫的系统发育研究

【目的】采用叩甲科昆虫的内转录间隔区(ITS-2)片段对叩甲科昆虫部分种类进行系统发育分析,明确各亚科类群间的亲缘关系并同传统分类系统进行比较,验证ITS-2片段是否能用于叩甲科昆虫的分子系统学研究。【方法】基于叩甲科昆虫的内转录间隔区(ITS-2)片段,对10个亚科69个种类的叩甲进行了系统发育分析。进行系统发育信号检测,计算各亚科之间的遗传距离,采用邻接法、似然法和简约法三种模型构建系统发育树。【结果】3种方法构建系统发育树结构基本一致,各亚科都能被很好的聚类,且各亚科间遗传距离符合传统分类学观点。同时,分析结果也支持对传统分类系统进行修改:尖鞘叩甲亚科Oxynopterinae和异角叩甲亚科Pityobiinae被聚入齿胸叩甲亚科Denticollinae,建议将尖鞘叩甲亚科和异角叩甲亚科同齿胸叩甲亚科合并;槽缝叩甲亚科Agrypninae和单叶叩甲亚科Conoderinae并入萤叩甲亚科Pyrophorinae;梳爪叩甲类群Melanotinae被聚类到叩甲亚科Elaterinae内,建议将梳爪叩甲亚科并入叩甲亚科。【结论】分析结果显示,ITS-2片段适用于叩甲科昆虫低级分类阶元的系统发育分析,各亚科之间的亲缘关系符合传统的分类学观点,但聚类结果也有同传统分类系统有所不同,可为分类系统的修改提供依据。     

从18S rRNA基因序列探讨盾腹吸虫的系统发育关系

盾腹亚纲吸虫被认为是寄生扁形动物中古老的类群,包括盾腹科、多萼科、裂杯科和皱腹科,科间系统发育关系尚存争议。本研究收集GenBank数据库中所有的盾腹吸虫18S rRNA基因序列,测定了三种盾腹吸虫的相应序列,分别采用最大简约法和最大似然法构建分子系统发育树。结果显示,多萼科的分类地位不成立,多萼属应还原到盾腹科;盾腹科的盾腹亚科和杯盾亚科均非单系,吸槽列数可能是平行进化特征,不能反映盾腹科各亚科间的系统发育关系。建议将具有边缘器的吸槽型腹吸盘,以及不具边缘器的吸杯型和皱褶型腹吸盘分别鉴定为盾腹科、裂杯科和皱腹科种类的共裔性状。     

基于Cytb和COⅡ基因序列的网翅蝗科(直翅目:蝗总科)部分种类的分子系统学研究

采用PCR产物直接测序法测定了2亚科31种网翅蝗科昆虫及1种癞蝗(外群)的线粒体基因Cyt b和COⅡ全序列,使用MEGA V4.1进行序列组成分析,对线粒体基因Cyt b、COⅡ数据集按照蛋白质基因密码子第一、二、三位点划分子集,并组成联合数据集COⅡ&Cyt b,对各数据集其子集进行了数据探索研究.在PAUP中应用NJ法、MP法、ML法以及在MrBayes V3.1中应用贝叶斯系统发育推论(BI)法进行系统发育关系重建,结果表明所研究的网翅蝗科部分种类的系统发育关系基本与中国的传统形态学分类体系没有差别,竹蝗亚科为较早分化出来的类群,其次为网翅蝗亚科;竹蝗新种和黄脊雷篦蝗聚为一支和其它竹蝗属类群形成姊妹群,因此建议将雷篾蝗属并入竹蝗属;隆额网翅蝗和宽翅曲背蝗聚为另一支,故建议将曲背蝗属并入网翅蝗属.雏蝗属的四个亚属中黑翅亚属、曲隆亚属和直隆亚属这三个亚属的单系性均得到稳健的支持,而短翅亚属的单系性在各种分析中皆得不到支持,它很可能是多系起源.     

中国黄粉蝶亚科六属间基于COⅡ和EF-1α基因部分序列的系统发育关系（鳞翅目：粉蝶科）

为了探讨中国黄粉蝶亚科属间的系统发育关系,我们对其中6属9种的细胞色素氧化酶Ⅱ（COⅡ）的部分序列和延伸因子基因（EF-1α）部分序列进行了分析。分别采用最大简约法（maximum parsimony, MP）、最大似然法（maximum likelihood, ML）和贝叶斯推论法（bayesian inference, BI）构建黄粉蝶亚科分子系统树。结果表明：在测得的COⅡ基因的648 bp序列和EF-1α基因的504 bp序列中,有261个变异位点,151个简约信息位点,黄粉蝶亚科内各属COⅡ基因A+T含量（77.3%）均明显偏高。系统发育分析显示黄粉蝶属为亚科中较为原始的类群,分化较早,豆粉蝶属和迁粉蝶属亲缘关系较近,但钩粉蝶属与豆粉蝶属、迁粉蝶属之间的亲缘关系还不能确定。本研究结果和传统的基于形态学的黄粉蝶亚科的分类体系有所不同,最显著的分歧是本研究支持内群中分化最早的属应为黄粉蝶属,而不是豆粉蝶属和迁粉蝶属。     

基于线粒体COⅠ基因序列的小萤叶甲属部分种类分子系统学研究（鞘翅目：叶甲科：萤叶甲亚科）

本文目的是通过对小萤叶甲属部分种类的线粒体COⅠ基因进行比较,探讨小萤叶甲属昆虫进化与寄主植物之间的关系,同时对几种分类地位模糊的昆虫进行分析和归类。测定了我国菱角萤叶甲Galerucella birmanica Jacoby和褐背小萤叶甲Galerucella grisescens Joannis以及小猿叶甲Phaedon brassicae Baly线粒体COⅠ基因720 bp序列,并调用GenBank中小萤叶甲属等其他8种昆虫的同源序列,对序列的碱基组成、转换颠换、遗传距离等进行了分析。并以小猿叶甲为外群,分别采用邻接法（NJ）、最大简约法（MP）和贝叶斯推论法（BI）建立这些种的分子系统发育关系。序列分析结果表明：小萤叶甲属昆虫COⅠ基因A+T含量平均为71.8％,存在较强的A+T含量偏向性,氨基酸的变异率为18.3％; 小萤叶甲属与外群之间的遗传距离(0.169～0.198)远远大于属内种间的距离(0.001～0.134)。依据分子系统树结果我们推测小萤叶甲属昆虫的进化与寄主植物之间有着显著的关系,在传统分类学上曾隶属于其他属的几种昆虫与小萤叶甲昆虫有着更近的亲缘关系。     

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。     

直突摇蚊亚科部分属28S rDNA D1序列的分子系统发育关系(双翅目,摇蚊科)

利用28S rDNA D1部分基因序列对直突摇蚊亚科代表性属级阶元进行了分子系统学研究。测定了12个内群属和2种外群的28SrDNAD1片段,并结合GenBank中3个同亚科种类该基因的同源序列进行了分析。采用2种建树方法(距离邻近法NJ和最大俭约法MP)分析了直突摇蚊亚科内属级分类单元的分子系统发育关系。结果表明,滨海摇蚊属Clunio位于系统发育树的基部,与该属营海洋生活的特殊性一致。心突摇蚊属和真开氏摇蚊属互为姐妹群,流环足摇蚊属和刀突摇蚊属互为姐妹群,此结果与基于形态学的系统发育研究相结果一致。其它属间的系统发育关系因尚无前人研究而有待做进一步研究。本研究同时证明28S rDNA D1基因片段在分析摇蚊科昆虫属级及属内阶元关系上具有一定的指导意义。     

缘蝽亚科和巨缘蝽亚科部分种类细胞色素b基因序列及系统进化研究的探讨(半翅目:缘蝽科)

以线粒体细胞色素b(Cytb)基因作为分子标记,首次对缘蝽亚科和巨缘蝽亚科9种昆虫进行序列测定,获得Cytb基因412bp序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为34.0%、11.6%、34.5%和19.9%,A T平均含量为68.5%,明显高于G C含量(31.5%)。密码子第3位点的A T含量高达79.8%,属种间序列变异大,有188个核苷酸位点发生变异,碱基替换多发生于第3位点。以筛豆龟蝽为外群构建系统发育树,表明黑缘蝽属与缘蝽亚科其它属关系较远,同缘蝽属与巨缘蝽亚科关系较近,结合形态特征与序列变异情况,建议将黑缘蝽属和同缘蝽属从缘蝽亚科划出,同缘蝽归属于巨缘蝽亚科,并将黑缘蝽属提升为亚科。     

基于COⅠ基因的中国广头叶蝉亚科系统发育初探

广头叶蝉亚科Macropsinae广泛分布于世界各地,其内部分类系统较混乱,部分族属级分类地位一直存在争议。本文选取23种叶蝉样本(内群22种+外群1种),分析其线粒体COⅠ基因部分片段的序列组成和遗传距离,基于最大似然法和贝叶斯法构建广头叶蝉亚科系统发育树。结果发现,COⅠ基因片段序列A+T含量(68. 3%)明显较G+C含量(31. 7%)高;遗传距离在种间、属间和亚科间的差异有统计学意义;系统发育树较好地支持了横皱叶蝉属Oncopsis和尖尾叶蝉属Pedionis的单系性,但广头叶蝉属Macropsis和暗纹叶蝉属Pediopsoides较为混乱。     

慈竹叶蝉类害虫DNA条形码分析

叶蝉类昆虫形态结构多样,在农林生态系统的物种多样性和植物保护工作中扮演着重要角色,但其物种的准确鉴定一直是农林植保工作中的难点。DNA条形码技术极大促进了农林生态系统物种的快速、准确鉴定。本研究经过连续2年的野外调查采集慈竹Bambusa emeiensis主要叶蝉种类,扩增了广泛分布于中国慈竹的12种主要叶蝉类害虫的线粒体基因COⅠ和16S rRNA序列片段,并进行了遗传距离、系统发育及矢量Klee-diagram图分析。结果显示:慈竹叶蝉昆虫COⅠ基因序列片段(590 bp)种内遗传距离为0.004,种间遗传距离为0.283;16S rRNA基因序列片段(463 bp)种内遗传距离为0.003,种间遗传距离为0.257;不同种间存在明显的条形码间隔。2个基因序列片段的分子系统发育分析结果与形态学研究谱系关系一致。Klee-diagram图分析结果和分子系统发育结果一致。上述结果表明,COⅠ和16S rRNA基因适用于慈竹叶蝉类昆虫的物种鉴定,可为竹林叶蝉类昆虫的准确快速鉴定提供参考方法。     

基于线粒体COⅠ基因的沙鳅亚科鱼类DNA条形码及其分子系统发育研究

选择线粒体COⅠ基因作为分子标记,进行沙鳅亚科鱼类（Botiinae）DNA条形码及其分子系统发育研究。研究获得了沙鳅亚科7属19种共131个个体的COⅠ基因序列,利用MEGA5.0软件分析了沙鳅亚科鱼类COⅠ基因的序列特征,计算了种内及种间遗传距离。沙鳅亚科鱼类的分子系统发育关系的重建分别采用NJ法和Bayesian法。研究发现,沙鳅亚科COⅠ基因的碱基组成为: A 24.4%、T 29.5%、G 18.0%、C 28.1%。沙鳅亚科鱼类种内平均遗传距离为0.0020.000,种间平均遗传距离为0.1480.008。DNA条形码研究结果显示,所分析的19种沙鳅鱼类各自分别聚成单系分支,表明COⅠ基因在本研究中具有100%的物种鉴别率。同时,系统发育分析支持各属的单系性,并且结果显示沙鳅亚科鱼类聚为两个分支,其中一支由薄鳅属和副沙鳅属构成,另一分支则包括: （沙鳅属、色鳅属）和 中华沙鳅属、（缨须鳅属、安彦鳅属）。因此,COⅠ基因可以作为有效的分子标记对沙鳅亚科进行DNA条形码研究以及分子系统发育研究。