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DNA条形码的四川老君山国家级自然保护区尺蛾科昆虫种类鉴定

为了解四川老君山国家级自然保护区鳞翅目Lepidoptera尺蛾科Geometridae资源,于2019年6—8月和2020年5—6月通过灯诱法采集2 402号标本,运用DNA条形码技术对标本进行分子鉴定。通过BOLD数据库,邻接法构建系统发育树和ABGD在线工具对获得的297条线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因序列进行物种界定,结合BOLD和GenBank中70条相关种序列共367条COⅠ基因序列分析遗传距离。发现297条序列隶属于191种,其中95种鉴定到种,35种鉴定到属;鉴定到属或种水平的序列隶属于92属。计算遗传距离发现,种内遗传距离为0～4.36%,平均种内遗传距离为0.63%,种间遗传距离为3.43%～19.12%,平均种间遗传距离为11.91%。结果表明,保护区尺蛾科昆虫种类丰富,基于COⅠ基因的DNA条形码技术能有效区分尺蛾科物种。     

基于16S rDNA与Cytb序列的疏广蜡蝉属三个近似种的分子鉴定

本文通过PCR扩增首次获得了疏广蜡蝉属Euricania Melichar,1898 3个近似种:透明疏广蜡蝉E.clara Kato,1932、长刺疏广蜡蝉E.longa Xu,LiangJiang,2006和短刺疏广蜡蝉E.brevicula Xu,LiangJiang,2006的16S r DNA序列和Cytb序列;使用MEGA 6.0软件,分析了其序列组成及变异,计算了遗传距离,以宽广蜡蝉属Pochazia AmyotServille,1843的圆纹宽广蜡蝉P.guttifera Walker,1851和眼斑宽广蜡蝉P.discreta Melichar,1898为外群,利用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建了系统发育树。结果显示:透明疏广蜡蝉、长刺疏广蜡蝉和短刺疏广蜡蝉的16S r DNA序列长度分别为414 bp,404 bp,435 bp,而Cytb基因序列长度分别为492 bp,468 bp,472 bp,三者的序列比对、碱基组成成分存在差异;2属5种广翅蜡蝉16S r DNA基因的种间遗传距离为0.008-0.098,属间遗传距离为0.122-0.197,而Cytb基因的种间遗传距离为0.038-0.055,属间遗传距离为0.181-0.188,表明16S r DNA和Cytb基因序列可作为DNA条形码候选基因片段,用于广翅蜡蝉近似属、种的分子鉴定。系统发育树的拓扑结构显示,3个近似种的亲缘关系基本一致,各自聚为一支,且置信值均达96%以上。本文亦结合了透明疏广蜡蝉、长刺疏广蜡蝉和短刺疏广蜡蝉形态学特征的差异对其进行了讨论和分析。     

北京白羊沟景区农林交错带蛾类DNA条形码鉴定

[目的]DNA条形码技术已经在多个类群中得到了广泛应用,但对数量巨大的鳞翅目昆虫而言,仍然缺失大量数据,尤其是形态鉴定较为困难的小蛾类和很多中型蛾类,尚无法构建较为完善的DNA条形码系统.本研究旨在为鳞翅目害虫DNA条形码系统的构建和完善提供数据来源及支撑,验证COⅠ基因作为DNA条形码通用基因的准确性,探讨28S rDNA的D2基因片段作为DNA条形码辅助基因的可行性,并检验目前BOLD系统的鉴定成功率.[方法]对采集自北京白羊沟风景区的小蛾类和中型蛾类490头标本进行形态鉴定和DNA测序,分别基于COⅠ及28S D2基因计算种内种间遗传距离,并构建了NJ系统发育树.[结果]BOLD系统的鉴定成功率为65％,对小蛾类和夜蛾类鉴定成功率较低.基于COⅠ基因的NJ树鉴定成功率为94.4％,基于28S D2基因的NJ树鉴定成功率为89.4％.[结论]结合种内与种间遗传距离结果,COⅠ基因适合作为鳞翅目蛾类DNA条形码通用基因,28S D2基因较为保守,不适合作为DNA条形码的辅助基因.     

三种琥珀螺(Succineidae)基于DNA条形码技术的分类分析

琥珀螺科的传统分类研究主要基于形态特征,由于壳相特征的趋同性以及比较形态解剖学研究基础的不足,中国琥珀螺科系统分类有待深入研究,已报道属种有待厘定。本研究运用DNA条形码技术,对新疆11个地点3种琥珀螺(Succinea daucina, Oxyloma wujiaquensis, Oxyloma sp.)的线粒体COⅠ与16S rRNA基因序列进行分析,并对三者的分类关系进行探讨。通过测序共获取COⅠ(640 bp)与16S rRNA (418 bp)基因序列各69条,其碱基组成均显示出较高的A+T比例(COⅠ:67.91%, 16S rRNA:73.15%),与目前已知琥珀螺线粒体DNA序列特征相符。基于Kimura双参数模型计算:3种琥珀螺的COⅠ基因序列(640 bp)平均种间遗传距离为0.135 6～0.171 3,平均种内遗传距离为0.006 8～0.009 2;16S rRNA基因序列(418 bp)平均种间遗传距离为0.079 3～0.148 1,平均种内遗传距离为0.003 4～0.008 9;3种琥珀螺COⅠ与16S rRNA基因的种间遗传变异均远大于种内遗传变异,存在明显的间隔。采用最大似然法构建分子系统树,结果显示本研究中不同地点的3种琥珀螺分别聚为置信度较高的分支,均有大于95%的支持度。本研究基于DNA条形码技术的分类研究结果与形态学研究结果一致。综上结果表明,COⅠ与16S r RNA基因适用于琥珀螺的物种鉴定。     

基于DNA条形码对北京地区蔷薇科花卉上蚜虫的快速鉴定

蔷薇科花卉植物是北京城市绿化的主要观赏植物,也是多种蚜虫的寄主植物。由于蚜虫体型小,形态特征特化或退化,具有复杂的多型现象,依据传统的形态学特征往往无法实现对物种的准确而快速的鉴定,因此会影响对蚜虫的及时有效防治。本研究应用DNA条形码技术,基于COⅠ基因序列分析,对北京地区主要蔷薇科花卉上的蚜虫进行编码,试图在花卉种植和害虫防治时用于物种的快速、准确鉴定。实验得到9属12种蚜虫的65条COⅠ基因序列,种内平均差异为0.70%,种间平均差异为9.45%,最高可达12.59%。基于COⅠ序列构建了NJ树和MP树,绝大多数物种的样品有效地聚为一支,且支持率达到了90%以上,构建的系统发育树可以很好的显示相同物种样品的聚类。结合遗传距离和系统发育树分析表明,基于COⅠ序列的DNA条形码能有效区分83%的北京地区蔷薇科花卉蚜虫物种。     

基于线粒体COⅠ基因的齿小蠹属昆虫DNA条形码研究

齿小蠹属（鞘翅目： 小蠹科）昆虫是植物检疫中经常截获的类群, 为探讨线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的特定区段作为DNA条形码快速准确鉴定齿小蠹种类的可行性, 以齿小蠹属昆虫为研究对象, 测定分析了线粒体COⅠ基因462 bp碱基序列。序列分析结果显示： 变异位点为259个, 保守位点203个, 简约信息位点181个, 自裔位点78个。所有位点中, A, G, C和T碱基平均含量分别为30.7%, 16.5%, 17.0%和35.8%。A+T含量较高, 为66.5%, 明显高于G+C含量, 表现明显的A+T碱基偏嗜, 且A与T含量相当, 符合昆虫线粒体基因碱基组成的基本特征。转换与颠换结果显示： 该段序列未达到饱和, 可以得到准确的进化分析。利用Kimura 2-parameter模型分析遗传距离得到, 同物种间的遗传距离介于0.002~0.007之间, 不同种间的遗传距离介于0.056~0.431间, 平均遗传距离为0.199, 说明该段序列能够区分不同物种。基于COⅠ基因序列构建的邻接法系统发育树（NJ树）显示, 同一物种聚为同一小支, 且分支自展值均为100%; 近缘种能聚集在一起, 且置信度很高（≥97%）。结果表明应用基于COⅠ基因片段的DNA条形码进行齿小蠹属昆虫分类鉴定具有可行性。     

DNA条形码在鞘翅目昆虫分子系统学研究中的应用

近年来,DNA条形码(DNA Barcoding)技术已经成为生物分类学研究中备受关注的新型技术,并在鞘翅目昆虫系统发育研究中得到广泛应用。本文总结了鞘翅目昆虫DNA条形码研究所用COⅠ基因序列,概述了DNA条形码在鞘翅目昆虫的物种分类鉴定、发现新种和隐存种、系统发育关系研究等方面的应用,并对DNA条形码研究技术新进展和标准序列筛选需要注意的问题进行了讨论。     

桔小实蝇幼体及成虫残体DNA条形码识别技术的建立与应用

实蝇类害虫多为国内外检疫对象, 其鉴定识别方法主要依据成虫的外部形态特征, 而传统的形态学识别法对口岸经常截获的幼体及残缺的虫体, 则无能为力。本研究以桔小实蝇Bactrocera dorsalis的幼体（卵、 幼虫、 蛹）以及成虫残体（足、 翅、 头部、 胸部、 腹部）为对象, 利用 DNA 条形码技术, 构建实蝇类害虫快速鉴定技术体系, 并以其他4种常见实蝇（包括番石榴实蝇B. correcta、 瓜实蝇B. cucurbitae、 南亚果实蝇B. tau、 柑桔大实蝇B. minax）为对象对该技术体系进行应用验证。结果显示, 桔小实蝇幼体以及成虫残体的碱基序列与数据库中靶标种COⅠ基因碱基序列的一致性为99.51%~99.84%, 其他4种实蝇相应序列与数据库中靶标种COⅠ基因序列的一致性分别为100%, 100%, 99.81%~99.83%和100%; 以邻接法（NJ法）构建系统发育树, 靶标种实蝇均与数据库中对应种实蝇聚为一支, 且置信度均为100%。以K2-P模型计算种内及种间遗传距离得出, 5种实蝇的种间遗传距离为0.0597~0.2363, 平均为0.1693; 种内遗传距离为0.0000~0.0041, 平均为0.0019。这些结果表明, 基于DNA条形码的物种识别技术完全可用于口岸截获的实蝇类害虫幼体及残体的准确鉴定。     

Establishment and application of DNA barcoding technology for identification of the immatures and adult debris of Bactrocera dorsalis (Hendel) ( Diptera: Tephritidae)

实蝇类害虫多为国内外检疫对象,其鉴定识别方法主要依据成虫的外部形态特征,而传统的形态学识别法对口岸经常截获的幼体及残缺的虫体,则无能为力.本研究以桔小实蝇Bactrocera dorsalis的幼体(卵、幼虫、蛹)以及成虫残体(足、翅、头部、胸部、腹部)为对象,利用DNA条形码技术,构建实蝇类害虫快速鉴定技术体系,并以其他4种常见实蝇(包括番石榴实蝇B.correcta、瓜实蝇B.cucurbitae、南亚果实蝇B.tau、柑桔大实蝇B.minax)为对象对该技术体系进行应用验证.结果显示,桔小实蝇幼体以及成虫残体的碱基序列与数据库中靶标种CO Ⅰ基因碱基序列的一致性为99.51％～99.84％,其他4种实蝇相应序列与数据库中靶标种CO Ⅰ基因序列的一致性分别为100％,100％,99.81％～ 99.83％和100％;以邻接法(NJ法)构建系统发育树,靶标种实蝇均与数据库中对应种实蝇聚为一支,且置信度均为100％.以K2-P模型计算种内及种间遗传距离得出,5种实蝇的种间遗传距离为0.0597～0.2363,平均为0.1693;种内遗传距离为0.0000 ～0.0041,平均为0.0019.这些结果表明,基于DNA条形码的物种识别技术完全可用于口岸截获的实蝇类害虫幼体及残体的准确鉴定.     

基于进化树、距离和特征的DNA条形码方法研究——以百花山地区草螟科为例

DNA条形码是一种快捷高效的分子鉴定新技术,近年来在动物分类学领域中得到迅速的发展和应用。在条形码的研究中有基于进化树、距离和特征3种常用的分析方法:第1种方法需要构建系统发育树,分析样本在树上的聚类情况;第2种方法依赖于物种种内和种间的序列差异;第3种则是通过一系列的诊断特征位点来鉴定物种。本研究扩增了北京百花山地区14种草螟科昆虫88个样本的线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mitochondrial cytochrome c oxidase subunitⅠ,COⅠ)基因片段,分别基于进化树、距离和特征方法进行了分析,以探讨不同DNA条形码方法在草螟科物种鉴定中的可行性。结果表明:在使用邻接法(neighbor-joining,NJ)构建的系统发育树上,14个草螟物种各自聚成一个单系,均被成功区分。基于Kimura双参数模型计算遗传距离得出,种内和种内有一个明显的"barcoding gap",且ABGD软件对样本的划分完全符合形态鉴定结果。在所有的草螟物种中都找到了诊断核苷酸位点,基于特征来鉴定草螟物种的成功率为100%。结果显示,这3种方法对于本研究中所涉及的草螟都具有较好的区分,基于COⅠ基因的DNA条形码可以作为一种有效的工具在草螟科昆虫的物种鉴定中进行应用。     

DNA条形码技术在中缅树鼩隆安种群和昆明种群鉴定中的研究

目的:本研究利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基I基因(CO1)的一段保守区域作为DNA条形码技术的研究序列,探讨DNA条形码技术对中缅树鼩隆安种群和昆明种群进行分类鉴定的可行性。方法:对22只广西隆安树鼩和21只昆明树鼩样本的CO1基因进行PCR扩增、测序,应用MEGA V5软件对序列进行比对及分析其遗传距离,采用NJ法构建系统发育树。结果:中缅树鼩种群中,隆安种群、昆明种群和海南亚种的种内遗传距离为0.00%-0.79%,种群间遗传距离为9.71%-13.59%,中缅树鼩与普通树鼩的种间遗传距离为20.43%-24.11%,存在条形码间隔。系统发育树显示:隆安种群、昆明种群及海南亚种分别聚为一小支,分支置信度高达100%。结论:本研究结果表明DNA条形码技术有助于树鼩种群和亚种的分类鉴定,经CO1基因的测序分析证实广西隆安树鼩和昆明树鼩分属不同的种群。     

斑腿蝗科Catantopidae七种蝗虫线粒体COⅠ基因的DNA条形码研究

以我国常见的斑腿蝗科Catantopidae7种蝗虫为对象测定了COⅠ基因序列,探讨COⅠ基因作为DNA条形码在识别蝗虫物种方面的可行性。结果表明,斑腿蝗科3属7种的DNA分类和形态学分类基本一致,该基因可以探讨蝗虫属、种分类单元的系统发育问题,为将线粒体基因组的COⅠ基因作为蝗虫DNA条形码进行分类鉴定手段的可行性提供一定的参考。     

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。       

基于线粒体COI基因的青海省44种蚤类的分子鉴定及系统发育分析

【目的】本研究应用DNA条形码技术对青海省部分蚤种进行鉴定,旨在弥补蚤类传统形态分类方法的不足。【方法】通过PCR扩增3总科6科22属44种共182头蚤类标本的线粒体COI基因片段(约600 bp)并进行测序和比对;用K2P模型计算种内及种间遗传距离;以邻接法(neighborjoining,NJ)构建系统发育树。【结果】共测得182条COI基因序列片段(GenBank登录号:MG138154-MG138335);分析可知蚤种内遗传距离0.01%~2.90%,种间遗传距离4%~12%,种间遗传距离显著大于种内遗传距离。系统发育树显示,同一物种的不同个体均形成高支持率的单系,种间分支很明显。【结论】本研究结果表明COI基因可以用于蚤类的快速鉴定。     

巨疖蝙蛾不同虫态的COI基因条形码识别

【目的】巨疖蝙蛾Endoclita davidi(Poujade,1886)是雪峰虫草菌Ophiocordyceps xuefengensis的重要寄主。本研究分析了该虫线粒体DNA COI基因条形码,以在不同虫态及被虫草菌寄生的僵虫状态下能快速准确鉴定寄主种类。【方法】PCR扩增巨疖蝙蛾成虫(足一对,胸肌,翅基部)、卵(单粒)、幼虫(胸足一对)、蛹(少量体壁组织)及虫草僵虫(胸足或体壁)组织共计21个样品的COI基因片段(约658 bp)并进行测序和比对;以MEGA6.0软件的K2-P双参数模型计算种内及种间遗传距离;以邻接法(neighbor-joining,NJ)和最大简约法(maximum parsimony,MP)两种方法构建系统发育树。【结果】聚类分析与形态学鉴定结果一致,所纳入分析的20个样品均为同一物种,节点支持率可达99%。种内遗传距离为0.00%~1.08%,平均0.54%。与蝙蝠蛾科其他6种昆虫种间遗传距离为5.36%~13.31%,平均10.47%;种间遗传距离为种内遗传距离的19.39倍(10.47%vs 0.54%),而且种内与种间遗传距离没有重叠区域。【结论】基于mtDNA COI基因DNA条形码技术可以用于巨疖蝙蛾的快速准确鉴定,并对蝙蝠蛾科(Hepialidae)昆虫的分子系统发育分析有重要意义。     

中国果实蝇属种类的DNA条形码鉴定(双翅目,实蝇科)

将实验获得的25种果实蝇的155条COⅠ条形码序列,利用MEGA4.1的Kimura-2-Parameter模型进行了遗传距离分析和构建系统发育树,来检验线粒体COⅠ基因条形码序列对果实蝇属种类鉴定的有效性。研究表明COⅠ条形码序列能够对除桔小实蝇复合体外的中国果实蝇属种类进行准确鉴定。     

基于COⅠ基因的分子系统发育分析在蚋科昆虫鉴定中的应用

蚋的种类繁多,其不同发育虫期在形态学上具有高度的相似性,通过形态学特征对虫株进行鉴定具有极大的困难,且目前尚无公认的分类系统。从分子水平结合形态学特征对蚋科类群进行整理,应能使蚋科昆虫鉴定更为准确,分类系统更能反映其生物谱系。以COⅠ基因的特定区段作为"条形码"为生物编码,可实现物种鉴定的便捷、准确及自动化。本研究对15株蚋科昆虫进行了形态学鉴定及基于COⅠ基因序列的系统发育分析。研究中共采集并成功羽化出蚋科虫株15株,其中14株完成形态学鉴定,COⅠ基因序列分析验证了形态学鉴定结果;L1虫株因操作过程中成虫尾器被破坏,未完成完整形态学鉴定,COⅠ基因序列分析提示其可能为一未知新种或未报道过COⅠ基因序列的已知种。研究结果显示,蚋的形态学鉴定极度依赖鉴定者的经验和熟练的技术,严重制约了蚋的鉴定、分类研究的发展,COⅠ基因序列分析能较好建立蚋亚属内种间关系。     

DNA条形码技术在田间常见蓟马种类识别中的应用

蓟马类害虫种类多、 体型小, 传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别。本研究利用DNA条形码通用型引物, 以我国田间常见的25种蓟马为靶标扩增其线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ (mitochondrial cytochrome c oxidase subunit Ⅰ gene, mtDNA COⅠ) 基因 (约650 bp), 通过对靶标片段碱基序列的测序及比对分析, 以邻接法 (NJ法) 构建系统发育树, 并以Kimura双参数模型计算种内、 种间遗传距离。结果表明： 聚类分析与形态学鉴定结果一致, 表现为较长的种间分支和较短的种内分支, 每个单系分支对应一个物种, 同一物种不同单倍型的最初分支自展值均为100%。25种蓟马的种内平均遗传距离为0.0027, 种间平均遗传距离为0.2757, 种间遗传距离为种内遗传距离的102.1倍; 而且种内、 种间遗传距离没有重叠区域。结果说明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可以用于不同种类蓟马的快速准确鉴别。     

Application of DNA barcoding technology for species identification of common thrips ( Insecta: Thysanoptera) in China

蓟马类害虫种类多、体型小,传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别.本研究利用DNA条形码通用型引物,以我国田间常见的25种蓟马为靶标扩增其线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mitochondrial cytochrome coxidase subunit Ⅰ gene,mtDNA CO Ⅰ)基因(约650 bp),通过对靶标片段碱基序列的测序及比对分析,以邻接法(NJ法)构建系统发育树,并以Kimura双参数模型计算种内、种间遗传距离.结果表明:聚类分析与形态学签定结果一致,表现为较长的种间分支和较短的种内分支,每个单系分支对应一个物种,同一物种不同单倍型的最初分支白展值均为100％.25种蓟马的种内平均遗传距离为0.0027,种间平均遗传距离为0.2757,种间遗传距离为种内遗传距离的102.1倍;而且种内、种间遗传距离没有重叠区域.结果说明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可以用于不同种类蓟马的快速准确鉴别.