直突搖蚊亞科高級階元的分子系統(tǒng)學研究(雙翅目-搖蚊科).pdf

1、直突搖蚊亞科是搖蚊科中最大的一個亞科,迄今已記錄12個屬群的132屬。同時被國際搖蚊學界公認為是系統(tǒng)發(fā)育關系最復雜的分類單元。該亞科與搖蚊科已知其它10個亞科之間的系統(tǒng)學關系以及亞科內(nèi)基于形態(tài)學劃分初步確定的12個屬群是否為單系群、屬群之間以及屬群內(nèi)各屬之間的系統(tǒng)發(fā)育關系長期以來一直是一個懸而未決而且爭議頗多的難題。本研究首次應用分子生物學技術手段,對直突搖蚊亞科高級分類階元進行了系統(tǒng)發(fā)育關系的分析研究,論文分為四個部分:
　　

2、 第一部分總論:對搖蚊科及直突搖蚊亞科的分類學和系統(tǒng)發(fā)育研究的歷史及現(xiàn)狀進行了簡單的回顧,并對其中相關的系統(tǒng)發(fā)育研究工作進行了總結。同時還簡要的介紹了分子系統(tǒng)學研究方法,研究現(xiàn)狀,建樹方法,線粒體基因與核基因在昆蟲中的應用,總結了搖蚊科分子系統(tǒng)學研究的概況。
　　 第二部分:系統(tǒng)闡述了取樣原則和方法步驟。具體介紹了研究過程中標本采集,鑒定,試驗方法,設備型號,分析軟件,運算過程與參數(shù)等實驗步驟。
　　 第三部分:用PCR

3、產(chǎn)物直接測序法測定了直突搖蚊亞科及外群33屬39種線粒體基因COII和16SrRNA、核基因28SrDNA的部分片段序列,使用ClustalX1.83進行序列比對,MEGA4.1進行序列組成分析,按照線粒體基因、核基因、核基因之間聯(lián)合、線粒體與核基因之間聯(lián)合分別組成單基因及聯(lián)合數(shù)據(jù)集。在PAUP*4.0中采用NJ法、MP法、ML法以及在Mrbayes V3.1.2中的貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育推論法構建了直突搖蚊亞科高級階元系統(tǒng)發(fā)育關系,得出以下結

4、論:
　　 1.線粒體基因COII及16S rRNA具有昆蟲線粒體所具有的高A+T含量,分別為69.8％,和78.4%;COII的變異位點數(shù)目最多,16SrRNA的次之,而核28SrDNA最保守,其A T含量與線粒體基因之間存在著明顯的區(qū)別。
　　 2.數(shù)據(jù)分析結果顯示:COII的第三位點在分類單元間存在堿基組成偏向性;16SrRNA及COII的第三位點存在堿基替換飽和現(xiàn)象;PTP檢驗揭示四個數(shù)據(jù)集及其聯(lián)合數(shù)據(jù)集都含有顯

5、著區(qū)別于隨機信號的系統(tǒng)發(fā)育信息;ILD檢驗顯示核基因間不存在異質(zhì)性,其它聯(lián)合數(shù)據(jù)集之間存在異質(zhì)性。
　　 3.采用四種方法對四個數(shù)據(jù)集以及各聯(lián)合數(shù)據(jù)集分別構建MP,ML,NJ,BI樹,比較它們之間的差異,結果表明聯(lián)合數(shù)據(jù)集四種樹解析力在解釋一些屬群關系方面優(yōu)于單基因建樹,而且核基因與線粒體聯(lián)合要優(yōu)于核基因聯(lián)合樹,四個基因片段聯(lián)合ML樹和BI樹優(yōu)于MP樹和NJ樹。分析認為基因聯(lián)合可以增加樹的解析力,進而推測單個基因數(shù)據(jù)存在的系統(tǒng)發(fā)

6、育噪音如堿基偏向性,堿基替換飽和,以及基因間的不相合因素可能在聯(lián)合建樹時彼此消長從而提高了樹的穩(wěn)健性。
　　 4.基于分子數(shù)據(jù)構建的直突搖蚊亞科內(nèi)類群間系統(tǒng)發(fā)育關系
　　 ①裸須搖蚊屬為較早分化出來的類群,解釋了該屬在該亞科中的原始性。
　　 ②棒脈一真開氏搖蚊屬群較早被分出,支持依據(jù)形態(tài)特征得到的該屬群是一個單系的推論,也解釋了在形態(tài)上它們具有相似的一些近祖特征,它們之間的關系為((心突搖蚊屬,真開氏搖蚊屬)雅

7、明搖蚊屬)(棒脈搖蚊屬,提尼曼搖蚊屬))。
　　 ③環(huán)足搖蚊復合體得到很好的支持,它們的關系為((((環(huán)足搖蚊屬,擬毛突搖蚊屬)齒搖蚊屬)擬突搖蚊屬)(流環(huán)足搖蚊屬,刀突搖蚊屬))構成環(huán)足搖蚊屬復合體:但是沒有與直突搖蚊屬形成環(huán)足一直突搖蚊屬群,由于研究所取的直突種類有限,我們的結論有待于進一步尋求更多,更充分的證據(jù)。
　　 ④((陸直突搖蚊屬,偽直突搖蚊屬)擬毛突搖蚊屬)構成偽直突搖蚊屬群;(擬開氏搖蚊屬,克萊施密搖蚊