传粉和非传粉榕小蜂线粒体基因组进化差异

[目的]目前关于榕小蜂类群的线粒体基因组报道很少,本研究旨在探讨传粉和非传粉榕小蜂两个群体的线粒体基因组的进化差异.[方法]以15种榕小蜂的线粒体基因组(其中11种的线粒体基因组为新测定)数据为基础,采用比较线粒体基因组学方法,分析榕小蜂的线粒体基因组序列和进化特征.[结果]本研究新测定的11个榕小蜂物种的近全长线粒体...     

青蟹线粒体COI假基因的分离和特征分析

线粒体DNA标记在遗传结构和系统进化研究中得到广泛应用,然而核假基因的存在对此有很大威胁。本文以中国东南沿海的青蟹(Scylla paramamosain)为研究对象,利用线粒体COI基因的通用引物和特异性引物进行扩增,分别得到34个假基因（nuclear mitochondrial pseudogenes, Numts）和5个线粒体COI基因序列。在所获得的34个假基因中共定义了29种单倍型,根据序列的相似度,这些假基因可以分为2类,每类假基因都有各自保守的核苷酸序列。第Ⅰ类假基因存在2处插入序列和1处8 bp的缺失序列,这些位点导致了整个阅读框的移位;在第Ⅱ类假基因和5个线粒体COI序列中只有碱基替换,未发现插入和缺失序列。实验结果分析表明,这两类假基因分别代表了2次核整合事件,即核转移事件的最低值。研究结果提示了     

鸡嗉果榕榕小蜂产卵时序与种群数量分析

榕树与传粉榕小蜂的互惠共生体系被多种非传粉榕小蜂利用。在同一个榕果中,具有较高种群密度的传粉榕小蜂和多种非传粉榕小蜂生存在一起并相互作用。通过野外观察和采样分析的方法,对鸡嗉果榕内5种榕小蜂（传粉榕小蜂Ceratosolen gravelyi;非传粉榕小蜂Apocrypta sp., Philotrypesis dunia, Platyneura cunia和Sycoscaptertr ifemmensis）的产卵行为进行了研究。结果证明,鸡嗉果榕内生活的各种榕小蜂通过比较严格的产卵时序在榕果内产卵以占领不同的生态位,这反映了这些榕小蜂各自的生物学特性。自然种群数量分析表明,单个非传粉榕小蜂物种的种群数量几乎不与传粉榕小蜂种群数量呈负相关,而所有非传粉榕小蜂物种的种群个体总量与传粉榕小蜂的种群个体数呈正相关,这可能是多个物种共存于单个榕果内的进化适应。     

垂叶榕上16种榕小蜂的种群动态

传粉榕小蜂和榕树的互利共生是传粉昆虫与植物间协同进化的典范。在榕果(榕树的隐头状花序)内,还生活着多种非传粉榕小蜂。这些生活在密闭榕果内由传粉榕小蜂和非传粉榕小蜂组成的群落对研究群落生态学有很大价值。然而,对生存在单一榕树的榕果内的所有榕小蜂的种群动态了解很少,特别是缺少相对长期的连续数据。通过野外近3a观察和采样,研究了垂叶榕榕小蜂群落结构和榕小蜂的种群动态。共记录榕小蜂16种;各种榕小蜂根据发生规律可分为常见种和偶见种,Eupristina koningsbergeri,Philotrypesis sp.1,Philotrypesis sp.4,Philotrypesis sp.5,Sycoscapter sp.1,Walkerella benjamini,Walkerella sp.1,Sycophila sp.2,Sycobia sp.2为常见种;Sycobia sp.1,Acophila sp.1,Sycophila sp.1,Ormyrus sp.1等为偶见种。每种榕小蜂在单果上的数量随季节呈波动变化,季节对榕小蜂群落的多样性和均匀性无显著影响。除了传粉榕小蜂外,Sycoscapter sp.1也是优势种类之一。传粉榕小蜂的数量与非传粉榕小蜂总数间呈显著负相关。传粉榕小蜂与非传粉榕小蜂几乎都呈负相关,而与Walkerella sp.1在数量上呈显著正相关。Sycobia sp.2与Sycophila sp.2在同一瘿中出现,数量上呈显著正相关。但其它非传粉榕小蜂种类在数量上的相关性较为复杂,可能是造成各种榕小蜂数量波动的一个原因。     

线粒体ND4-ND4L基因在黑腹果蝇种组中的进化特征

本实验对黑腹果蝇种组(melanogaster species group)中8个种亚组33个样品两个线粒体基因ND4和ND4L进行了测序,并分析了ND4基因的序列差异和碱基替换特点,发现近缘物种中存在很明显的转换倾向,而在远缘物种中由于重复替换导致转换数处于饱和状态,我们的实验数据证实了线粒体基因较核基因有较快的进化速度。最后根据D．melanogaster与D．yakuba的遗传距离推算了8个种亚组的分化时间,ananassae种亚组最先分化,然后依次是montium,melanogaster,ficsphila,eugracilis,elegans,suzukii和takahashii最后分化。     

陆川小笠贝线粒体全基因组测序及笠贝科系统发育分析

为对笠贝科进行系统发育分析,研究通过二代测序技术得到了陆川小笠贝(Lottia luchuana)的线粒体全基因组,对基因组基本结构特点做了分析,发现共含有38个基因,包含13个蛋白质编码基因(PCGs), 2个RNA,23个tRNA。对碱基含量分析发现T碱基含量最高为32.34%, C碱基最低为14.99%,选择笠贝科13个物种的线粒体基因组进行选择压力分析发现所有PCGs都受到纯化选择。另外通过结合腹足纲下6个亚纲的线粒体基因组的13个PCGs构建了系统发育树,发现笠贝科为单系群,与帽贝科Patellidae具有较近的亲缘关系。对笠形腹足亚纲的线粒体基因重排进行比较发现笠贝科在笠形腹足亚纲中表现出最广泛的不规律的重排。从重建的笠形腹足亚纲的分歧时间的年代图谱,得到笠贝的分化最早发生在中生代侏罗纪时期,在新生代物种大量分化。研究结果有助于理解不同笠贝物种的亲缘关系,以及腹足纲内各亚纲之间的进化地位与关系。     

后生动物线粒体基因组:起源、大小和基因排列进化

由于受到强烈的进化约束,后生动物线粒体基因组在大小和基因含量上一直保持稳定,相比之下核基因组则发生了巨大的改变。后生动物线粒体基因组结构的可塑性在一定程度上归功于可能由tRNA基因介导的基因重排事件,虽然亲缘关系密切的物种间也可能出现基因重排,但同门内的线粒体基因组仍趋向于具有类似的结构特征。我们对后生动物线粒体基因组的起源、大小和基因排列进化方面的特点进行了介绍。     

钝叶榕榕果内榕小蜂的产卵顺序及其群落结构

通过对钝叶榕榕小蜂行为的观察以及榕果内各类小花的统计,研究了钝叶榕12种榕小蜂的产卵行为和群落结构.结果表明：钝叶榕中除了传粉榕小蜂Eupristina sp.进入果腔产卵以外,还有2种非传粉榕小蜂（杨氏榕树金小蜂和Lipothymus sp.）与传粉榕小蜂在同一时期进入果腔产卵,其他9种非传粉榕小蜂（Walkerella sp.、Micranisa sp.、Sycophilomorpha sp.、Philotrypesis sp.、Sycosapter sp.、Sycobia sp.、Ficomila sp.、Ormyrus sp.和Sycophila sp.）在果外产卵;在钝叶榕榕小蜂群落中,传粉榕小蜂占整个群落总数的62.11%,是该群落的优势种,杨氏榕树金小蜂和Lipothymus sp.分别占整个群落总数的27.19%和4.71%,其他9种非传粉榕小蜂占5.99%.钝叶榕中的非传粉榕小蜂通过各自产卵时序和幼虫食性分化的繁殖策略来分配榕果中的资源,以实现自身繁殖.非传粉榕小蜂与传粉榕小蜂的数量变化呈显著负相关,但非传粉榕小蜂与榕果内的种子没有相关性.     

蛹虫草线粒体DNA与细胞核DNA进化关系的比较

【目的】分析蛹虫草是否存在核内线粒体DNA片段,比较蛹虫草线粒体DNA与细胞核DNA的碱基变异程度及所反映的菌株间的系统发育关系。【方法】通过本地BLAST或LAST对蛹虫草线粒体基因组和核基因组进行序列相似性搜索;从10个已知线粒体基因组的蛹虫草菌株中分别扩增7个细胞核蛋白编码基因片段,并与其在14个线粒体蛋白编码基因上的碱基变异情况进行比较。【结果】蛹虫草核基因组中存在5处较短的核内线粒体DNA片段,总长只有278bp。蛹虫草核DNA的变异频率整体上高于线粒体DNA。核DNA和线粒体DNA所反映的蛹虫草菌株间的系统发育关系存在显著差异。【结论】蛹虫草线粒体DNA与核DNA间不存在长片段的基因交流,二者变异频率不同,所反映的蛹虫草菌株间的系统发育关系也有差异。本研究增加了对蛹虫草线粒体与细胞核DNA进化关系的认识。     

豹属线粒体基因组分析

采用PCR扩增方法,测定了虎、豹和雪豹线粒体基因组全序列,长度分别为16990,16964和16773bp.每个线粒体基因组包括：13个蛋白编码基因,22个tRNA,2个rRNA,一个非编码的控制区（D-loop）以及一个轻链复制起点（OLR）,其基因组结构与家猫、美洲狮和云豹具有较高的相似性.基于两组线粒体合并序列和线粒体全序列,采用最大简约法、最大似然法及贝叶斯法（Bayesian）推测豹属的分子系统关系.结果显示,豹属（Panthera）由虎、豹、雪豹、美洲虎、狮和云豹组成,云豹并归于豹属.属内物种间的系统关系为：云豹（虎（美洲虎（豹（狮,雪豹））））.基于ML最优树的枝长和4个可靠的分歧时间校正点进行了分歧时间的估算,豹属约在11.3百万年前（MYA）从猫科动物中分化出来;云豹、虎、雪豹和豹的分化时间分别为8.66,6.55,4.63和4.35MYA,比化石时间略早.尤其是雪豹这一青藏高原的特有物种,其分歧事件、演化过程、物种形成和分布模式与发生在8,3.6,2.5和1.7MYA晚新生代青藏高原的地质构造事件及气候重大转型期呈现相关性.     

Molecular approaches identify known species, reveal cryptic species and verify host specificity of Chinese Philotrypesis (Hymenoptera: Pteromalidae)

Philotrypesis, a major component of the fig wasp community (Hymenoptera: Pteromalidae), is a model taxon for studying male fighting and mating behaviour. Its extreme sexual dimorphism and male polymorphism render species identification uncertain and in-depth research on its ecology, behaviour and other evolutionary topics challenging. The fig wasps' enclosed habitat within the syconia makes their mating behaviour inaccessible, to the extent of matching conspecific females and males. In this study, we combine morphological and molecular analyses to identify species of Philotrypesis sampled from south China and to associate their extraordinarily dimorphic genders and labile male morphologies. Morphological evaluations of females identify 22 species and 28 male morphs. The mitochondrial cytochrome c oxidase I and nuclear internal transcribed spacer 2 data detect 21 species using females, and 15 species among the males. Most of the males match the species as delimited by females. Both markers reveal cryptic species in P. quadrisetosa on Ficus vasculosa. Most species of wasps live on one species of fig but three species co-occur in two hosts (F. microcarpa and F. benjamina), which indicates host switching.     

Or83b-like基因内含子2个体内及个体间长度杂合现象揭示了Philotrypesis sp.的进化不稳定性

佩妃延腹小蜂Philotrypesis pilosa和Philotrypesis sp.是寄生在对叶榕Ficus hispida L.上的同属非传粉榕小蜂,二者可能拥有最近共同祖先。榕小蜂利用嗅觉对寄主榕树的专一性识别可能是其产生交配前隔离的重要机制,Or83b-like基因是一类在不同昆虫间高度保守的非典型嗅觉受体基因,研究其内含子序列对解决近缘种的物种形成和进化方向问题有重要意义。本文采用PCR法对这两种小蜂的Or83b-like基因进行分析。结果表明：该两种小蜂的Or83b-like基因编码区核苷酸序列及推导的氨基酸序列一致度非常高,分别为98.2%和99.03%,内含子序列平均一致度也很高,为84.5%左右,进一步证明二者亲缘关系很近。我们在P. sp.的Or83b-like基因部分内含子序列中发现个体内及个体间具长度杂合现象(LVHs),但P. pilosa却不存在。据此推测,P. pilosa为进化上已经趋于稳定的物种,而P. sp.则没有完全稳定。     

钝叶榕(Ficus curtipes)非传粉小蜂交配行为

榕树及其传粉榕小蜂繁殖上相互依存,被认为是生物界中协同进化时间最悠久,相互关系最密切的一对生物;在大多数榕树种类的隐头花序内,除了传粉榕小蜂外,还共存着多种非传粉小蜂,它们的繁殖行为直接影响着榕树和传粉榕小蜂的繁殖和互惠稳定。钝叶榕(Ficus curtipes Corner),是一种雌雄同株的绞杀性榕树。研究在西双版纳热带植物园里共收集钝叶榕100个隐头果内的榕小蜂,获得9493号标本;其中,包括1种传粉小蜂和5种非传粉小蜂,钝叶榕传粉小蜂Eupristina sp.占总数的4466%,杨氏榕树金小蜂Diaziella yangi 占46.13%,而其它4种非传粉小蜂（Lipothymus sp., Sycobia sp., Philotrypesis sp.和Sycoscopter sp.）仅占9.20%。前3种榕小蜂雌蜂进到果腔产卵,其余3种在果外产卵。观测23个钝叶榕榕果出蜂情况发现,6种榕小蜂在钝叶榕隐头花序内遵循严格的羽化出蜂顺序,首先是Sycobia sp.,次之是Lipothymus sp.,再次之是杨氏榕树金小蜂,最后是钝叶榕传粉小蜂、Philotrypesis sp.和Sycoscopter sp.。5种非传粉小蜂的交配场所与雄蜂翅型无关,雄蜂有翅型的杨氏榕树金小蜂大部分交配在果内完成,而且它们的雄蜂为争夺交配机会存在激烈的打斗行为;雄蜂无翅型的Lipothymus sp.有部分雄蜂爬出隐头果,在果壁和附近的叶片背面交配;雄蜂有翅型的Sycobia sp.,其所有交配都发生在果外;Philotrypesis sp.和Sycoscopter sp. 雄蜂均无翅,它们的交配全发生在果内。局域配偶竞争使榕小蜂性比偏雌,杨氏榕树金小蜂雄蜂虽然有翅,但大部分交配发生在榕果内,这将影响其最佳的性比率。因此,依赖雄蜂翅型并不能很好地预测榕小蜂的交配场所和性比率。     

细叶榕榕小蜂群落结构及动态变化

细叶榕为桑科榕属植物,雌雄异株,广泛分布于印度-澳大利亚(Asia-Australasia)榕树植物分布中心区,它既是热带雨林的主要树种,也是庭院和行道绿化的常见树种。通过全年定时、定点、定株观察与采集,对福州2个样地19株细叶榕隐头果内小蜂群落结构及其动态进行研究。全年在两个样地530个隐头果内共收集到小蜂26318只。发现细叶榕隐头果内有17种小蜂,隶属小蜂总科Chalcidoidae中的榕小蜂科(Agaonidae)、隐针榕小蜂亚科(Epichrysomallinae)、金小蜂科(Pteromalidae)、广肩小蜂科(Eurytomidae)和刻腹小蜂科(Ormyridae),其中榕小蜂科的Eupristina verticillata是细叶榕唯一的传粉者,传粉方式为主动传粉,其性比为0.16,具明显偏雌现象;非传粉小蜂中,有翅雄蜂的榕小蜂(Odontofroggatia galili,O.quinifuniculus,O.corneri,Sycophila sp.1,Sycophila sp.2,Meselatus bicolor)的性比(0.46—0.55)较高,无翅雄蜂的榕小蜂(P.taiwanensis,Sycoscaptergajimaru,W.microcarpae)的性比(0.31—0.37)较低,而既具有翅雄蜂又具无翅雄蜂的非传粉榕小蜂(P.okinavensis)性比(0.47)居中。榕小蜂的性比可能与其交配行为策略有关。在细叶榕小蜂群落结构中,传粉小蜂E.verticillata的重要值占绝对优势,非传粉小蜂O.galili和Sycophila sp.2的重要值仅次于传粉小蜂。根据榕小蜂发生数量及连续性,可将细叶榕隐头果中的榕小蜂分为常见种和偶见种,E.verticillata、Odontofroggatia galili、Walkerella microcarpae、Sycophila sp.1、Sycophila sp.2和Philotrypesis okinavensis为常见种,其余11个种为偶见种。传粉小蜂和非传粉小蜂的种类和数量呈现明显的季节性变化。2月至6月期间,每月出现的榕小蜂种类较少,仅3—4种,单果内平均有传粉小蜂48.88只,非传粉小蜂13.64只;7月至翌年1月间,每月出现的榕小蜂种类较多,达6—13种,单果内平均有传粉小蜂24.38只,非传粉小蜂18.89只,表明,7月—翌年1月单果内传粉小蜂数量比较于2—6月极显著降低(P<0.001),而单果内非传粉小蜂数量极显著提高(P=0.001),同时种类也显著增加。雄花期榕小蜂的种类与数量取决于雌花期产卵榕小蜂的种类与数量,而雨量、气温以及雌花期花序果数量对产卵小蜂的数量,以及小蜂产卵行为都可能产生影响。本研究结果可为城市绿化和热带雨林生物多样性保护提供科学依据。     

歪叶榕非传粉小蜂的繁殖策略及其对榕-蜂共生系统的影响

2004年8月至2005年8月在西双版纳热带植物园内,通过广泛收集歪叶榕榕小蜂标本、非传粉小蜂产卵行为学观察和阻止传粉者入果等实验方法,研究了我国西双版纳热带雨林下的一种榕树——歪叶榕Ficus cyrtophylla的榕小蜂群落组成结构、非传粉小蜂的繁殖策略以及它们对榕-蜂共生系统的影响。结果表明,歪叶榕中除了具有唯一传粉榕小蜂Blastophag sp.以外,还具有3种非传粉小蜂Platyneura sp.、Philotrypesis sp.和Sycoscapter sp.。在歪叶榕榕小蜂群落中,传粉榕小蜂占整个群落总数的92.21%,是群落的最主要组成者;主要的非传粉小蜂是Sycoscaptersp.,占5.78%; 其次是Philotrypesissp.,占1.84%,而Platyneurasp.仅占群落总数的0.17%。歪叶榕中的非传粉小蜂通过各自产卵时间和食性分化的策略来利用榕果中的资源繁殖后代。非传粉小蜂寄生使传粉榕小蜂的总数和其雌蜂数量都显著地降低,但是对传粉小蜂雄蜂数量没有显著影响,从而导致传粉榕小蜂的雄性性比显著地增加。这说明非传粉小蜂在选择寄居宿主时具有明显的倾向性,而且更多地将卵产于含有雌性传粉小蜂的瘿花之中。因此,非传粉小蜂通过减少雌性传粉小蜂的数量而降低了榕树的雄性适合度,从而在一定程度上对榕 蜂共生系统的稳定存在和发展产生了负面影响。     

Genome‐wide sequence data suggest the possibility of pollinator sharing by host shift in dioecious figs (Moraceae,Ficus)

The obligate mutualism of figs and fig‐pollinating wasps has been one of the classic models used for testing theories of co‐evolution and cospeciation due to the high species‐specificity of these relationships. To investigate the species‐specificity between figs and fig pollinators and to further understand the speciation process in obligate mutualisms, we examined the genetic differentiation and phylogenetic relationships of four closely related fig‐pollinating wasp species (Blastophaga nipponica, Blastophaga taiwanensis, Blastophaga tannoensis and Blastophaga yeni) in Japan and Taiwan using genome‐wide sequence data, including mitochondrial DNA sequences. In addition, population structure was analysed for the fig wasps and their host species using microsatellite data. The results suggest that the three Taiwanese fig wasp species are a single panmictic population that pollinates three dioecious fig species, which are sympatrically distributed, have large differences in morphology and ecology and are also genetically differentiated. Our results illustrate the first case of pollinator sharing by host shift in the subgenus Ficus. On the other hand, there are strict genetic codivergences between allopatric populations of the two host–pollinator pairs. The possible processes that produce these pollinator‐sharing events are discussed based on the level and pattern of genetic differentiation in these figs and fig wasps.     

对叶榕隐头果内佩妃延腹小蜂属两种非传粉榕小蜂的繁殖特点

2005年8-11月,在西双版纳热带植物园对寄生对叶榕的佩妃延腹小蜂的产卵行为进行了观察,并解剖雄花前期的隐头果观察小蜂利用瘿花资源情况;对不同年份（2003、2004、2005）,不同批次的隐头果内榕小蜂数量进行了统计。结果表明： 对叶榕Ficus hispida隐头果内寄生的佩妃延腹小蜂属Philotrypesis的两种榕小蜂——短尾佩妃延腹小蜂P. pilosa和长尾佩妃延腹小蜂Philotrypesis sp.,都是在果外利用长的产卵器刺穿隐头果果壁将卵产于果中雌花子房内。它们不能为寄主榕树传粉,为非传粉小蜂。短尾佩妃延腹小蜂的产卵时间与传粉榕小蜂接近,几乎与传粉榕小蜂同时到达隐头果产卵,该时期隐头果可供其产卵2天;而长尾佩妃延腹小蜂的产卵时间较晚,在传粉榕小蜂产卵后的第6天开始到果外产卵,并可持续产卵约一周时间。对叶榕雄花期雄果中的瘿花子房由于花梗长度不同而明显分为3层：果壁层（具短花梗）,中间层和果腔层（具长花梗）。短尾佩妃延腹小蜂和长尾佩妃延腹小蜂在紧靠果壁的子房果壁层中分布最多,而很少存在于果腔层的瘿花子房内。在自然情况下,短尾佩妃延腹小蜂和长尾佩妃延腹小蜂寄生榕果的比率因季节和植株个体不同而变化。但无论是对榕果的寄生比率还是单果内寄生的数量,长尾佩妃延腹小蜂一般均比短尾佩妃延腹小蜂高,这可能与长尾佩妃延腹小蜂群体在隐头果上产卵时间比后者更长有关系。     

寄生垂叶榕的两种非传粉榕小蜂的产卵行为

通过对两种果外产卵非传粉榕小蜂Philotrypesissp.和Sycoscaptersp.产卵行为的详细观察,发现两种小蜂产卵期都集中在榕果发育的间花期,并且只在进过传粉榕小蜂的榕果内产卵。这两种小蜂的产卵行为基本都可以分为寻找产卵位点、刺壁、产卵和回收产卵器等步骤。落在果面上的两种小蜂的繁殖雌蜂都通过触角敲击果面寻找产卵位点。产卵结束后,Philotrypesissp.大多数情况在原位收回产卵针,而Sycoscaptersp.必须向前爬行才能将产卵针从果内收回。为了争夺产卵位点,在同一榕果产卵的Philotrypesissp.繁殖雌蜂之间会进行打斗。而Sycoscaptersp.繁殖雌蜂之间未观察到打斗行为。两种小蜂产卵器长度虽显著长于各自产卵时榕果果壁厚度,但却显著短于其产卵时榕果果壁和子房层的总厚度,说明这两种小蜂采用产卵针直接刺穿小花子房的产卵模式。