水葱新害虫——黑粒脉蜡蝉形态及DNA条形码研究

本文报道发生在贵州省威宁县草海国家级自然保护区水葱Schoenoplectus tabernaemontani上的1种新害虫——黑粒脉蜡蝉Nisia fuliginosa的形态及其DNA条形码。详细描述了黑粒脉蜡蝉卵、若虫及成虫的主要形态特征;同时通过PCR获取黑粒脉蜡蝉的线粒体COⅠ基因序列;运用MEGA 6.0分析其序列组成及遗传距离,以Nisia sp.和Phaconeura sp. 2种粒脉蜡蝉科Meenoplidae昆虫为外群,采用邻接法构建系统发育树。系统发育树显示,黑粒脉蜡蝉6个样品(卵、若虫及成虫)的COⅠ基因序列能较好地聚为一支,且可明显与其他种类区分开来;遗传距离分析结果表明,黑粒脉蜡蝉种内遗传距离为0,3种粒脉蜡蝉科昆虫种间遗传距离为0.166 8～0.236 1,种内遗传距离与种间遗传距离不存在重叠现象。初步证实了COⅠ基因序列可作为DNA条形码片段,从而实现黑粒脉蜡蝉卵、若虫及成虫快速而准确的物种鉴定。此外,本文还报道了黑粒脉蜡蝉在水葱上的危害状况。     

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。     

基于线粒体COI和16S片段序列的北部湾北部水螅水母DNA条形码分析

水螅水母类是浮游动物群落的重要组成部分,在近岸海洋生态系统物质循环和能量流动中扮演着重要角色。水螅水母类形态结构简单,但其物种的准确鉴定一直是分类工作中的难点。DNA条形码极大地促进了水螅水母物种的快速、准确鉴定。本研究扩增了北部湾北部28种水螅水母的线粒体COI和16S序列,分别为92条和116条;比较了2个基因片段的种内、种间K2P(Kimura 2-parameter)遗传距离;构建了基于这2个基因片段的系统发育邻接树(neighbor-joining phylogenetic tree);并结合矢量分析构建了Klee-diagram图。结果显示:COI序列的种内遗传距离为0.008±0.005(0–0.033),种间遗传距离为0.298±0.128(0.092–0.597);16S序列的种内遗传距离为0.006±0.010(0–0.047),种间遗传距离为0.394±0.195(0.068–0.898)。2个基因序列在所调查种类中,种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在明显的条形码间隔(barcoding gap)。基于2个基因片段的NJ树均显示,单种所有个体都位于同一独立分枝。研究结果表明,以COI和16S作为DNA条形码均能对北部湾北部常见水螅水母类进行物种鉴定。     

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。     

基于18S rRNA和线粒体16S rRNA基因序列的柳蚕进化分析

为探讨柳蚕Actias selene Hübner与鳞翅目昆虫的系统发育关系,本研究利用PCR扩增获得了柳蚕核糖体18S rRNA和线粒体16S rRNA基因的部分序列,长度分别为391bp和428bp。并采用邻近距离法(NJ)、最大简约法(MP)、类平均聚类法(UPGMA)构建系统进化树。结果表明,柳蚕线粒体16SrRNA基因序列与大蚕蛾科昆虫的16SrRNA基因序列均表现出偏好于碱基AT的倾向。柳蚕与所研究的其它蚕类的遗传距离介于0.016至0.140之间,其中与温带柞蚕Antheraea roylii的遗传距离最小,与野桑蚕Bombyx mandarina的遗传距离最大。而基于鳞翅目昆虫18S rRNA基因部分序列的进化分析显示,柳蚕与柞蚕Antheraea pernyi之间的遗传距离最小(0.010),与蓖麻蚕Samia ricini的遗传距离最大(0.017)。     

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。     

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。     

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.     

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.