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...     

中国榕小蜂触角感受器形态特征及进化适应性分析

【目的】榕树与传粉榕小蜂体系是协同进化、专性传粉的经典系统,每种榕树上一般还生活有种类丰富、数目众多的非传粉榕小蜂。在选择压力下,榕小蜂为在榕果内生存产生了明显的适应性形态。触角感受器是昆虫通讯系统的单元,其形态是反映生态和进化适应性的最佳特征之一。本文旨在对中国部分传粉和非传粉榕小蜂的触角感受器的形态多样性和进化适应性进行系统研究。【方法】对来源于海南和云南15种榕树上24种榕小蜂54个型的触角感受器形态进行了扫描电镜观察,基于现有的分子系统发育树,对传粉榕小蜂触角感受器的形态特征进行了性状演化分析,并对榕小蜂的形态特征进行了进化适应性分析。【结果】榕小蜂触角感受器普遍存在雌雄二型现象。雌蜂触角感受器种类有毛状、锥状、板状、刺状、钟形、腔锥状和栓锥状等,数目丰富,并且进果产卵的传粉雌蜂和果外产卵的非传粉雌蜂之间、进果产卵的传粉雌蜂和进果产卵的非传粉雌蜂之间在形态上存在差异。传粉雄蜂和不具有雄性多型现象的非传粉雄蜂触角感受器极为退化,具有雄性多型的非传粉雄蜂触角感受器形态在种内不具有显著差异。性状演化分析表明进化路径相当复杂,可能存在多次独立进化过程。触角感受器的形态类型与其进化适应性相关。【结论】榕小蜂触角感受器类型多样,形态变化丰富,并为适应榕果内的生存而产生了进化适应性特点。雌蜂和雄蜂在榕果内受到了完全不同的选择压力,行使不同的生态功能,从而产生了不同的适应性形态。不同的适应性形态可能与雌蜂不同的产卵行为、雄蜂不同的交配策略具有一定联系。该文是首次对中国榕小蜂触角感受器形态进行系统研究的报道,有助于更好地理解榕小蜂的形态特征、进化路线、行为策略和生态关系。     

线粒体假基因用作分子化石推算两个榕小蜂姐妹种的分化时间（英文）

线粒体假基因(nuclear mitochondrial pseudogenes, NUMTs)是指由生物体的线粒体基因组转移至核基因组内的DNA片段。由于其独立进化的特点, NUMTs在用于系统发育分析时是一把双刃剑。我们用基于PCR扩增的方法研究了对叶榕Ficus hispida上两姐妹种榕小蜂Philotrypesis pilosa和Philotrypesis sp.中起源于线粒体Nad1 12S片段的NUMTs。该两姐妹种榕小蜂由同域物种形成过程产生, 它们生活在同一生态环境里（即同一榕果内）, 因此可以用作很好的模型来研究在相同生态环境里物种的行为学及遗传学细微差异的进化。这些深入研究都依赖于对两个物种分化时间的正确估算。通过对所获取的NUMTs进行进化分析, 我们发现： 1）这些NUMTs都是最近引入核基因组事件; 2）NUMTs引入事件发生在物种分化之前。由于这些NUMTs引入核内时间尚短, 其碱基替换速率与线粒体基因相似, 而节肢动物线粒体基因的平均碱基替换速率约为2.3×10^-8 替换/位点·年。根据这些进化历史特征可帮助我们将这两个姐妹种榕小蜂的分化时间追溯至0.40-0.48百万年以前。结果提示, 一些线粒体假基因可以很好的用作分子化石来推断一些重要进化事件如物种形成。     

生物分类学的新动向--DNA条形编码

过去的一年中 ,DNA条形编码 (DNABarcoding)成为生物分类学中引人注目的新方向。DNA条形编码 ,根据对一个统一的目标基因DNA序列的分析 ,达到物种鉴定的目的 ,它操作的简便性和高效性将以我们无法想象的速度加快物种鉴定和进化历史研究的步伐 ,但国际上对此的争论也不少。本文综述了DNA条形编码的原理、操作过程及最新进展 ,讨论了其可能存在的问题     

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。     

佩妃延腹小蜂属榕小蜂CYP6家族进化分析

采用PCR方法获得了佩妃延腹小蜂属Philotrypesis榕小蜂9条CYP6基因片段：CYP6CK1, CYP6AQ2, CYP6AQ3, CYP6AS20, CYP6AS21, CYP6AS22, CYP6AS23, CYP6AS24和 CYP6AS25。这些基因序列都包含编码蛋白疏水螺旋区Ⅰ和血红素结合域的区域。使用MEGA 4.0构建基因树,用PAML 4.0检测选择压力。结果表明：榕小蜂的CYP6AS, CYP6AQ, CYP6CK基因亚家族的扩张可能是在自然选择下通过基因复制方式完成的。基于最大似然法的位点特异性模型对蛋白编码序列选择压力检测发现：榕小蜂CYP6AS亚家族的基因接受净化选择,在氨基酸序列上表现出较高的保守性。     

小麦和大豆蚜虫中内共生菌Wolbachia的感染检测和系统发育分析

Wolbachia是一类在节肢动物中广泛感染的胞内共生菌。为了了解其在我国蚜虫中的感染情况, 本研究通过扩增wsp基因片段对采集自我国多个地区的3种小麦蚜虫（荻草谷网蚜Sitobion miscanthi、 麦二叉蚜Schizaphis graminum和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi）和1种大豆蚜虫（大豆蚜Aphis glycines）样品进行了内共生菌Wolbachia的感染检测。结果显示： 3种小麦蚜虫中均未检测出Wolabchia。大豆蚜也仅在采集自北京和杭州的种群中发现了Wolbachia的感染, 感染率分别为95.8%和22.9%, 并且所检测的个体均为单株系感染。wsp基因序列的比对分析显示, 大豆蚜感染的Wolbachia株系与多个亲缘关系较远的昆虫物种中所感染的Wolbachia株系间具有高度一致的基因序列。wsp基因序列构建的系统发育关系和序列一致性均表明大豆蚜感染的Wolbachia株系属于B大组CauB组。本研究为今后探讨Wolbachia在我国蚜虫中的寄主范围和株系多样性提供了数据支持。