山稻蝗及相关物种Cyt b基因序列及其遗传关系

中国7个不同地理区域的山稻蝗Oxya agavisa共16个个体的线粒体DNA细胞色素b基因中间部分序列被测定,分析和比较,同时与小稻蝗O.inricata,日本稻蝗O.japonica和中华稻蝗O.chinensis相应序列进行比较,用瘤锥蝗科的曲尾似橄蝗Pseudomorphacris hollisi和蚱科的日本蚱Tetrix japonica作外群,构建了山稻蝗不同单倍型及其相关物种的NJ分子系统树。在获得的山稻蝗432bp的序列中,A＋T约占71．0％,其中9个核苷酸位点存在变异（约占所测核苷酸的2．08％）,但权有1个位点引起了氨基酸的变异,就每个氨基酸密码子来看,第三位点的A＋T含量较,达88．3％。分子系统树显示,山稻蝗6个单倍型聚为一个簇,彼此之间有一定的分歧,其分枝与地理分布没有直接的关系;该种与日本稻蝗关系较近,与中华稻蝗和小稻蝗相对较远。并对此进行了讨论。     

CYTOTAXONOMIC STUDY OF OXYA SPECIES IN CHINA (ORTHOPTERA: ACRIDOIDEA)

Abstract  The chromosomal conventional karyotype and C-banding karyotype of eight species in the genus Oxya (Catantopidae) are analysed. The result shows that O. chinensis (Thunberg), O. shanghaiensis Willemse and O. adentata Willemse all have similar C-banding distribution, but the model of chromosomal group, the chiasma localization data and the total heterochromatin content (THC) value are different. O. agavisa Tsai has its own c-banding feature and is distinguished from other species in the genus. O. bicingula Ma et al . is similar to both the O. chinensis group and O . a gavisu in chromosomal marks and morphological characters, indicating that these three species have some relations during the evolutionary process. O. hyla intricata (Stal) is a "sibling species group" as indicated by the variation of the morphological feature and there are also diversiforms in cytotaxonomic marks. It seems that this group has higher differentiational speed and the speciational evolution is more active in modern times. In this group, O. apicocingula sp. nov. and O. flave femura sp. nov. are more specialized than the other populations which have not many terminal C-bands in genome. As a conclusion, we consider that the evolutionary rate of the species in Oxya genus is unbalanced. This status is due to the actions from both the hereditary basis and the environmental condition of the different species.     

中国稻蝗属细胞分类学研究(英文)

本文对分布于中国境内11省区,27个采集地点的八种稻蝗进行了染色体C带核型比较研究。结果表明:中华稻蝗Oxya chinensis,上海稻蝗O.shanghaiensis,无齿稻蝗O.adentata C带分布型式相似,但染色体分组型式、交叉定位数据以及异染色质含量具有差异;山稻蝗O.agauisa具有本身独特的带纹结构,与本属其它种类迥异;双带稻蝗O.bicingula染色体带型结构相似于山稻蝗及中华稻蝗类群,表明三者在进化历程中有一定联系。小稻蝗O.hyla intricata中一个亲缘种团(Sibling species group),体现在种内的形态差异及染色体带型结构的不同。显示该种近期内分化速率较高。据此,本文讨论了稻蝗属内八个种相互间的亲缘关系和分类地位,本文认为稻蝗属内务物种进化速率是不均衡的,这种状态应归因于各物种的遗传背景和环境因素的影响。     

五种稻蝗染色体核型和C带带型的比较

本文研究了五种稻蝗Oxya chinensis、O. shanghaiensis、O. adentata、O. hyla intricara、O. agavisa的染色体核型和C带带型.玻片制备采用压片法,BSG法C带处理.结果表明:五种稻蝗染色体核型差异较小,具有属的保守性,但在C带方面则显示出一定的差别,种间染色体带型的差异大小与形态学上的差异程度具明显的正相关.其中小稻蝗和山稻蝗各自具有独特的带型结构,与其余三种显然不同,而中华稻蝗、上海稻蝗、无齿稻蝗虽在主要标志性染色体上带纹趋于一致,但在一些细微结构和统计数据方面存在一定差异.本文对五种稻蝗减数分裂中期Ⅰ的染色体数目和交叉定位也作了统计和比较,在染色体行为分析方面做了初步工作.据此,本文讨论了五种稻蝗的染色体分类问题.     

山稻蝗不同地域种群染色体C带核型研究

对我国分布的山稻蝗OxyaagavisaTsai不同种群进行了染色体C带核型研究 ,并对山稻蝗武夷山种群染色体C带核型进行了深入探讨 ,分析了其带型特殊性及该种群与其它山稻蝗种群染色体C带核型的区别与联系。同时通过对山稻蝗与中华稻蝗Oxyachinensis (Thunberg)、日本稻蝗Oxyajaponica (Thunberg)的形态、分布及染色体C带核型等方面的比较 ,探讨了该 3个种之间的进化关系 ,认为作为稻蝗属中的大型种类 ,上述 3个种之间有着较近的亲缘关系。染色体带型的实验结果表明 ,中华稻蝗为较原始的种类 ,而日本稻蝗和山稻蝗则可能是由原始中华稻蝗进化而来 ,其中日本稻蝗L2染色体的形成是由于原始中华稻蝗该染色体常染色质部分异染色质化的结果 ,山稻蝗L2染色体则可能是由于原始中华稻蝗该染色体近端部的臂间倒位所致。通过对武夷山山稻蝗的研究 ,对日本稻蝗和山稻蝗之间的近缘关系进行了分析和讨论。     

九种蝗虫核型似近系数的聚类分析研究

应用核型似近系数聚类分析方法,研究了小稻蝗Oxya hyla intricata、山稻蝗O.Agav-isa、上海稻蝗O.Shanghaiensis无齿稻蝗O.Adentata、中华稻蝗O.Chisensis、日本稻蝗O.Japonica、短额负蝗Atractomorpha sinensis、奇异负蝗A.Pergrina和日本蚱Tetrix japonica等9种蝗虫的亲缘关系。结果显示,9种蝗虫分为3类：稻蝗,负蝗和蚱。6种稻蝗之间的核型似近系数(λ)在0.961～0.5695之间,2种负蝗的λ＝0.5867,日本蚱与这8种蝗虫的λ在0.5318～.0322。聚类图直观地反映出它们的亲缘关系与形态分类学的分类结果相一致。从9种蝗虫 的核型演化上看,日本蚱是较原始的类型,负蝗分化也较早,而稻蝗则是较进化的类型。     

利用RAPD对稻蝗属昆虫亲缘关系的研究

通过20个随机引物的PCR扩增,得到了日本主要稻蝗的随机扩增多态性DNA（RAPD）图谱,根据扩增结果,计算了种间相似系数和遗传距离,建立了UPGMA系统树。结果表明,分布没有重叠、种间容易交配、能产生杂种的中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗的亲缘关系最近;分布重叠的日本稻蝗与中华稻蝗台湾亚种、日本稻蝗和小翅稻蝗的亲缘关系较近。小稻蝗与其它3种稻蝗的亲缘关系较远。     

Molecular cytogenetic characterization and chromosomal distribution of the satellite DNA in the genome of Oxya hyla intricata (Orthoptera: Catantopidae)

The genomic DNA of the grasshopper (Oxya hyla intricata) was subjected to electrophoresis after digestion with HaeIII, and the result showed two bands of highly repetitive DNA, approximately 200 and 400 bp in length. The 200-bp HaeIII-digested fragment was cloned and characterized by sequencing and fluorescence in situ hybridization (FISH). The results showed the presence of two distinct satellite DNA (stDNA) families: one consisting of a 169-bp repeated element having an A+T content of 60.9% and the other consisting of a 204-bp repeated element having an A+T content of 53.9%. No significant homology between the two stDNA families was observed. FISH showed that the chromosomal locations of these families are different from each other. The 169-bp element was located in the C-band-positive regions of the short arms of most of the chromosomes, whereas the 204-bp element was located in the centromeric regions of three chromosome pairs. These results imply that the origins of these two DNA families are different. The results of zoo-blot hybridization to the genomic DNA from four Oxya species, O. hyla intricata, O. japonica japonica, O. chinensis formosana, and O. yezoensis, suggest that the two stDNA families found in the present study are species-specific for O. hyla intricata.     

用12S rRNA基因序列研究斑腿蝗科二属六种的进化关系

采用DNA测序技术测定了中国斑腿蝗科昆虫6种和斑翅蝗科的红胫小车蝗线粒体12S rRNA基因长约345 bp片段的序列。在获得的345 bp的序列中,A+T约占71.8%,其中135个核苷酸位点存在变异 (约占39.1%)。PAUP4.0b数据分析软件构建该6种蝗虫的MP和NJ分子系统树显示,稻蝗属和蔗蝗属各为独立的一支。在稻蝗属一支中,中华稻蝗与山稻蝗关系很近,而与小稻蝗关系较远,这与形态学结果相吻合;在蔗蝗属一支中,异歧蔗蝗与斑角蔗蝗亲缘关系较近,而与等歧蔗蝗关系较远,这与形态学研究结果并不吻合,有待进一步的研究。     

稻蝗属三近缘种间的生殖隔离机制及其进化意义

通过对日本稻蝗、中华稻蝗台湾亚种和小翅稻蝗的种间交配、交配后精子传送等的研究,探讨了其生殖隔离机制及其进化意义。结果表明： 有共同分布区域的日本稻蝗与中华稻蝗台湾亚种及日本稻蝗与小翅稻蝗的交配率显著低于种内交配,即使交配也无精子的传送,存在强烈的行为隔离和完全的机械隔离。分布不重叠的中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗之间,小翅稻蝗的雌虫与中华稻蝗台湾亚种雄虫的交配率显著低于种内交配,反向交配时则和种内交配率无显著差异;正反交配都能完成精子传送,显示出不对称、不完全的行为隔离,而无机械隔离的存在。分布不重叠的中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗生殖隔离的进化速度慢于分布重叠的日本稻蝗与中华稻蝗台湾亚种及日本稻蝗与小翅稻蝗。     

Complete mitochondrial genomes of three Oxya grasshoppers (Orthoptera) and their implications for phylogenetic reconstruction

Oxya is a genus of grasshoppers (Orthoptera: Acridoidea) attacking rice and other gramineous plants in Africa and Asia. In the present study, we characterized complete mitochondrial genomes (mitogenomes) of three species, Oxya japonica japonica (15,427 bp), Oxya hainanensis (15,443 bp) and Oxya agavisa robusta (15,552 bp) collected from China. The three mitogenomes contained a typical gene set of metazoan mitogenomes and shared the same gene order with other Acridid grasshoppers, including the rearrangement of tRNA^Asp and tRNA^Lys. Analyses of pairwise genetic distances showed that ATP8 was the least conserved gene, while COI the most conserved. To determine the position of Oxya grasshoppers in the phylogeny of Acrididae, we reconstructed phylogenetic trees among 64 species from across 11 subfamilies using nucleotide sequences of mitogenomes. While the tree confirms traditional classifications of Acrididae at major higher-levels, it suggests a few modifications for classifications at lower-levels.     

云南三种稻蝗基因组DNA的RAPD多态性分析

应用RAPD技术对采自云南龙陵两交水和腾冲曲石马鹿冲的24头稻蝗进行了基因组DNA多态性分析,10条随机引物共产生129条清晰、稳定的谱带.基于Jaccard相似系数,用Between-groups Linkage法得出的聚类图与基于Nei's遗传距离分别用UPGMA和NJ法构建的分子系统树基本一致:供试的所有稻蝗个体分为3个聚类簇:龙陵两交水的3、7～8号个体与腾冲曲石马鹿冲(海拔1450m)的8个个体聚为一支,龙陵两交水的1、2、4～6号个体聚为另一支,两支相聚后与腾冲曲石马鹿冲(海拔1 550 m)的8个个体聚为一起.形态学鉴定表明:龙陵两交水的3、7～8号个体为日本稻蝗,1、2、4～6号个体为小稻蝗,腾冲曲石马鹿冲(海拔1450 m)的8个个体均为日本稻蝗,腾冲曲石马鹿冲(海拔1550 m)的个体为有待进一步鉴定的未知种.形态学鉴定结果与聚类结果完全吻合,充分展示了RAPD技术在区分近缘物种方面的独到优势.比较不同采集地的日本稻蝗、小稻蝗的RAPD分析结果,发现云南的这两种稻蝗在同物种不同种群中的遗传多样性最为丰富,从一个侧面显示出我国云南昆虫的物种多样性及物种内部丰富的遗传多样性.     

云南稻蝗属一新种记述(直翅目,蝗总科)

在云南腾冲采到稻蝗属1新种,郑氏稻蝗Oxya zhengisp.nov.。新种近似于小稻蝗Oxya intricata (Stl),主要区别:1)雌雄个体均较粗壮,前翅短,仅到达后足股节中部;2)雄性中胸腹板侧叶间中隔较狭,长为宽的3倍;3)雌性下产卵瓣外缘无明显突出的钝齿,仅具细齿;4)雄性阳茎基背片内冠突较大,呈三角形。     

日本稻蝗、中华稻蝗和赤胫伪稻蝗地理种群的RAPD遗传分化研究

运用10个RAPD引物对日本稻蝗(Oxya japonica)、中华稻蝗(Oxya chinensis)和赤胫伪稻蝗(Pseudoxya diminuta)的种群遗传分化进行分析。10个随机引物共产生135条带,扩增谱带具有明显的属、种间多态性。Shannon信息指数表明中华稻蝗遗传多样性水平较高(2．693),日本稻蝗次之(2.319),赤胫伪稻蝗最低(1．042)。中华稻蝗和日本稻蝗的不同地理居群出现遗传分化,由Shannon信息指数估算的种群间遗传分化系数分别为20．7％,42．4％。用UPGMA和NJ法对Nei’s遗传距离作聚类分析,构建分子系统树。系统树显示：同一种群的不同个体优先相聚,而后,同一种的不同种群依次相聚;日本稻蝗广西南宁种群和广东广州种群首先聚为一支,陕西西安种群和浙江杭州种群聚为另一支,两支相聚后与中华稻蝗聚在一起,最后与赤胫伪稻蝗相聚。聚类结果表明：不同地域日本稻蝗亲缘关系的远近与地理距离呈现一定的相关趋势,日本稻蝗与中华稻蝗亲缘关系较近,Nei’S遗传距离平均为0．142,而赤胫伪稻蝗与它们关系较远,Nei’s遗传距离平均为0．451。聚类图所显示的物种间亲缘关系的远近程度与形态分类学和细胞分类学结果相一致。     

基于rbcL和trnL-trnF序列探讨粤紫萁的系统位置及遗传关系

通过对粤紫萁(Osmunda mildei C.Chr.)及紫萁属(Osmunda L.)植物的rbcL和trnL-trnF(包括trnL内含子和trnL-F间隔区)序列进行了测定,并结合部分已发表的紫萁科(Osmundaceae)植物的相关序列进行系统发育分析。结果表明:(1)所分析的紫萁属植物构成一个单系群;(2)粤紫萁与紫萁属中Sect.Plenasium组亲缘关系相近,聚成一支系,支持率为100%;(3)粤紫萁与Sect.Plenasium组的华南紫萁(O.vachellii Hook.)在碱基变异位点上高度一致,达94%,而与Sect.Osmunda组的紫萁(O.japonica Thunb)在变异位点上仅有2%的一致性。因此,根据叶绿体基因母系遗传的特性,推测华南紫萁为粤紫萁的母本,紫萁为其父本。     

大气污染对38种木本植物的伤害特征

38种苗龄1—2a生的木本植物盆栽于相对清洁区(华南植物园和2个污染点：佛山市南海区五星和佛山市禅城区东村。1a后,根据叶片伤害程度、新叶增长率、种个体长势、翌春植株恢复状况等综合评价植物对氟化物、硫化物和酸雨组成的大气复合污染的敏感性反应。根据试验结果将供试植物对大气污染的敏感性反应分为3种类型：(1)低敏感性(抗性强),有茶花、红花油茶、傅园榕、小叶榕、桂花、环榕、菩提榕、石笔木、毛黄肉楠、幌伞枫10种。(2)中等敏感(抗性中等),有仪花、格木、吊瓜树、腊肠树、海南红豆、猫尾木、红桂木、灰莉、铁冬青、密花树、白桂木、小叶胭脂、大头茶、复羽叶栾、灰木莲、火焰木、华润楠17种。(3)高度敏感(抗性弱),有铁刀木、观光木、白木香、日本杜英、蓝花楹、蝴蝶树、印度紫檀、柳叶楠、无忧树、海南木莲、乐昌含笑11种。研究结果可为热带、南亚热带地区有类似大气污染的环境进行园林绿化,生态公益林营造提供参考。     

铜鼓岭国家级自然保护区植物多样性

铜鼓岭自然保护区地处海南岛东北部文昌县境内的滨海低丘陵。为全面了解其植物多样性及经过18年的保护后其植被变化特征,作者采用野外调查与植物群落学相结合的方法,对海南岛铜鼓岭保护区的各类植被多样性进行了调查。本次调查共记录到植物984种,隶属166科618属。其中海南特有种35个,如海南苏铁(Cycashain-anensis)、茶槁楠(Phoebehainanensis)、古山龙(Arcangelisiagusanhung)等;濒危保护物种12个,分别为:金毛狗(Cibotiumbarometz)、海南苏铁、蕉木(Oncodostigmahainanense)、白木香(Aquilariasinensis)、海南大风子(Hydnocarpushainanensis)、红花天料木(母生)(Homaliumhainanense)、粘木(Ixonantheschinensis)、毛茶(Antirheachinensis)、野生龙眼(Dimocarpuslongan)、野生荔枝(Litchichinensis)、苦梓(Gmelinahainanensis)、白桂木(Artocarpushypargyreus)。该保护区内的主要植被类型热带常绿季雨矮林、灌木林和红树林的Shannon-Wiener指数分别为4.7485、4.5876和1.8096,Simpson指数分别为0.9247、0.9206和0.6978。在热带常绿季雨矮林2,800m2的标准样地内,树高大于1.5m的乔木共有81种1,366个个体,重要值较高的物种分别为黄椿木姜(Litseavariabilis)、海南大风子、滨木患(Aryteralittoralis)、禾串树(Brideliainsulana)、无患子(Sapindusmukorossi)等,18年前的优势种鸭脚木(Scheffleraoctophylla)被黄椿木姜所替代。另外,种数—个体数分析得出3,300m2标准样方内高于1.5m的单个体种有20种,双个体种有13种,占标准样方内所记录物种总数的32.7%。总体来说,热带常绿季雨矮林群落发展稳定,灌木林有向次生林演替的趋势,红树林遭破坏严重,面积减小,多样性也不是很高。所以从植被角度来说对铜鼓岭自然保护区的保护是重要的。     

中华稻蝗三种群遗传结构分析

应用淀粉凝胶电泳对山西省太原黄陵村、临猗县赵村及永济县伍姓湖3个中华稻稻（Oxya chinensis）种群的4个等位酶位点（MDH-1、MDH-2、LDH、ME）进行了分析。结果表明3个种群的中华稻蝗在遗传结构上具有差异;黄陵种群的MDH-1、MDH-2以及伍姓湖种群的MDH-1均为单态位点;赵村种群的杂合性最低（H=0.112）,伍姓湖种群最高（H=0.229）;赵村种群与伍姓湖种群间的Nei‘s遗传距离为0.068,可视为1个大的种群,而黄陵种群与赵村种群和伍姓湖种群的Nei‘s遗传距离分别为0.247和0.218。考虑到赵村和伍姓湖之间的地理距离（41km）比太原黄陵（357km）要近得多,结果提示3个种群地理距离与遗传结构差异之间存在相关关系。     

Complete mitochondrial genome of Oxya chinensis （Orthoptera, Acridoidea）

The complete sequence of Oxya chinensis （0. chinensis） mitochondrial genome is reported here. It is 15,443 bp in length and contains 75.9% A＋T. The protein-coding genes have a similar A＋T content （75.2%）. The initiation codon of the cytochrome oxidase subunit I gene in the mitochondrial genome of O. chinensis appears to be ATC, instead of the tetranucleotides that have been reported in Locusta migratoria （L migratoria） mitochondrial genome. The sizes of the large and small ribosomal RNA genes are 1319 and 850 bp, respectively. The transfer RNA genes have been modeled and showed strong resemblance to the dipteran transfer RNAs, and all anticodons are identical to those of dipteran. The A＋T-rich region is 562 bp, shorter than that of other known Orthoptera insects. The six conserved domains were identified within the A＋T-rich region by comparing its sequence with those of other grasshoppers. The result of phylogenetic analysis based on the dataset containing 12 concatenated protein sequences confirms the close relation-ship of O. chinensis with L migratoria.     

中华稻蝗不同地理种群遗传多样性的AFLP分析

为研究中华稻蝗种群遗传多样性和遗传结构, 文章对我国7省市的7个中华稻蝗种群进行AFLP分析。选取7对引物扩增128个个体, 共产生336条带, 多态性条带292条, 占86.90%。结果表明: 中华稻蝗种群具有较高的遗传多样性水平, 其中海南万宁种群的遗传多样性高于其他各种群。Mantel检验(r=0.27, P=0.89)表明中华稻蝗各种群遗传距离与地理距离间没有显著相关性。种群间具有明显的遗传分化现象。UPGMA(Unweighted pair group method average)聚类分析显示, 7个中华稻蝗种群按地理距离分为3支: 北方北京昌平、山西太原和山东济宁为一支; 南方陕西汉中、湖南长沙和广西来宾为一支; 海南万宁单独为一支。上述结果以及PCA(Principal component analysis)分析均表明由于地理隔离中华稻蝗种群显示出明显的南北分化和岛屿大陆种群遗传分化现象。