西南地区短翅蜡蝉科分类及DNA条形码研究

论文摘要

短翅蜡蝉科Caliscelidae隶属于半翅目Hemiptera头亚目Auchenorrhyncha蜡蝉总科Fulgoroidea。全世界已知76属235种,中国已知12属31种。短翅蜡蝉广泛分布于世界各大动物地理区,很多种类是重要的农林害虫。中国西南地区短翅蜡蝉科昆虫区系分布丰富,但一直缺乏全面系统的研究。本文对西南地区短翅蜡蝉科昆虫进行了较系统的分类学研究,主要内容包括:区系分类、DNA条形码和系统发育研究,主要研究结果如下:分类研究基于形态学特征,对中国西南地区短翅蜡蝉科昆虫进行了系统分类研究,共记述2族7属16种。检视标本300余号,共鉴定出2族7属15种,其中包括1新属4新种和1中国新记录属、种。本文详细描记了有检视标本的15种的鉴别特征（外部形态和雄性外生殖器）,绘制了主要特征图并采集了外部形态图像,编制了西南地区短翅蜡蝉科昆虫的族、属、种分类检索表。研究标本保存于贵州大学昆虫研究所。新属（1个）:抚突蜡蝉属,新属youtwws Chen&Gong,2018（已发表）。新种（4个）:黄翅竹短蜡蝉,新种Bombusicaliscelis flavus Gong,Yang&Chen,2018（已发表）圆斑竹短蜡蝉,新种Bambusicaliscelis guttatls Gong,Yang&Chen,2018（已发表）红额疣突蜡蝉,新种Youtuus erythrus Gong,Yang&Chen,2018（已发表）条纹斑突蜡蝉,新种Youtuus strigatus Gong,Yang&Chen,2018（已发表）中国新记录属（1个）:宽足短翅蜡蝉属Chiroddisca Emeljanov,1996。中国新记录种（1个）:宽足短翅蜡蝉Chirodisca exim蜡蝉（Stal,1859）。DNA条形码研究1.初步构建了短翅蜡蝉的分子数据库。对2族7属16种短翅蜡蝉进行了总DNA的提取和5个DNA片段的测序,获序列100余条,经过拼接和碱基校正后,得到可用序列68条,其中CO I序列12条、16S rDNA序列16条、Cytb序列12条、28S rDNA序列14条、ITS 1序列14条。2.初步筛选出短翅蜡蝉DNA条形码候选分子标记。经序列组成成分分析,线粒体基因COI、16S rDNA、Cytb均表现出明显的A+T碱基偏好性,符合昆虫线粒体碱基组成特性;28S的G含量明显高达33.0%,这表明核基因28S rDNA组成成分与线粒体基因间明显的差异,变异非常小,进化速率相对较慢;ITS 1有相对比较高的变异位点,所以进化速率较快;经R值及碱基替换分析,COI、16S rDNA、Cytb、28S rDNA及ITS 1的R值分别为:0.72、0.36、0.86、1.54和0.73,其中以16S rDNA的R值为最低。根据R值及碱基替换分析、遗传距离、系统发育信号监测分析,得出的初步结论是::16S rDNA、COI、Cytb、28S rDNA及ITS 1都能提供系统发育信息,都可作为候选分子标记,但CO I可作为短翅蜡蝉DNA条形码的最佳候选分子标记。系统发育分析1.基于形态学的系统发育分析。以瓢蜡蝉科Issidae圆瓢螺蜡蝉属Gergthus五斑圆瓢蜡蝉Gquinquemacula蝉为外群,选取54个形态特征,采用MP法和NJ法,应用PAUP系统发育软件,对短翅蜡蝉科2族7属16种进行属级阶元的系统发育分析,得到2棵形态系统发育树。（1）短翅蜡蝉科Caliscelidae是一个单系群。（2）分析结果支持现有的2族7属的分类系统。（3）短翅蜡蝉族Caliscelini位于近根部,较为原始;柱腹蜡蝉族Augilini虽然在MP和NJ树中属间位置存在一点差异,但总是位于进化树上部,说明柱腹蜡蝉族Augilini较为进化。（4）短翅蜡蝉7属的系统发育关系为:(（宽足短翅蜡蝉属Chirodisca+竹短蜡蝉属Bambusicalisceli+十（（犀蜡蝉属Auwilodes+斯蜡蝉属Symplana）+（疣突蜡蝉属Youtuus+（拟露额蜡蝉属Pseudosymplanella+露额蜡蝉属.Symplanella））））。2.基于分子数据的系统发育分析。以瓢蜡蝉科Issidae球瓢蜡蝉族Hemisphaeriini 1外群种为外群,选取28S rDNA作为属级阶元系统发育分析片段,采用BI法和ML法,应用MrB ayes和IQ-tree系统发育软件,对短翅蜡蝉科2族7属进行属级阶元的系统发育分析,得到2棵分子数据系统发育树。（1）短翅蜡蝉科Caliscelidae是一个单系群。（2）分析结果支持现有的2族7属的分类系统。（3）短翅蜡蝉族Caliscelini位于近根部,较为原始;柱腹蜡蝉族Augilini虽然在ML和BI树中属间位置存在一点差异,但总是位于进化树上部,说明柱腹蜡蝉族Augilini较为进化。（4）短翅蜡蝉7属的系统发育关系为:(宽足短翅蜡蝉属Chirodisca+(竹短蜡蝉属Bambusicaliscelis+（犀蜡蝉属Augilodes+（（露额蜡蝉属Symplanella+（拟露额蜡蝉属Psewdosvwplanella）+（斯蜡蝉属Symplana+疣突蜡蝉属Youtuus））））。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 概述
•   一、分类研究概况
•     （一） 世界研究概况
•     （二） 中国研究概况
•   二、分子系统学研究概况
•     （一） 分子系统学概述
•     （二） 分子系统学研究概况
•     （三） 分子鉴定研究进展
•   三、生物学习性
• 第二章 分类研究
•   一、材料与方法
•     （一） 研究材料
•     （二） 研究方法
•   二、分类特征及术语
•     （一） 体形及体色
•     （二） 体躯量度
•     （三） 体躯结构和常用的分类特征
•       1 头部
•       2 胸部
•       3 腹部
•   三、分类
•     （一） 短翅蜡蝉族Caliscelini Amyot＆Serville, 1843
•       1 竹短蜡蝉属Bambusicaliscelis Chen＆Zhang,2011
•     （1） 梵净竹短蜡蝉Bambusicaliscelis fanjingshanensis Chen & Zhang, 2011
•     （2） 齿突竹短蜡蝉Bambusicaliscelis dentis Chen & Zhang,2011
•     （3） 黄翅竹短蜡蝉Bambusicaliscelis flavus Gong, Yang & Chen,2018（已发表）
•     （4） 圆斑竹短蜡蝉Bambusicaliscelis guttatus Gong,Yang & Chen,2018（已发表）
•       2 宽足短翅蜡蝉属Chirodisca Emeljanov, 1996（中国新记录属）
•     （5） 宽足短翅蜡蝉Chirodisca eximia （Stal, 1859）（中国新记录种）
•     （二） 柱腹蜡蝉族Augilini Baker, 1915
•       3 犀蜡蝉属Augilodes Fennah, 1963
•     （6） 犀蜡蝉Augilodes binghami （Distant,1906）
•     （7） 端斑犀蜡蝉Augilodes apicomacula Wang, Chou & Yuan, 2002
•       4 拟露额蜡蝉属Pseudosymplanella Che et al.,2009
•     （8） 黑带拟露额蜡蝉Pseudosymplanella nigrifasciata Che et al.,2009
•       5 斯蜡蝉属Symplana Kirby,1891
•     （9） 短线斯蜡蝉Symplana brevistrata Chou,Yuan & Wang, 1994
•     （10） 李氏斯蜡蝉Symplana lii Zhang & Chen,2014
•     （11） 长头斯蜡蝉Symplana longicephala Chou,Yuan & Wang,1994
•       6 露额蜡蝉属Symplanella Fennah,1987
•     （12） 短头露额蜡蝉Symplanella brevicephala （Chou,Yuan & Wang,1994）
•     （13） 弯突露额蜡蝉Symplanella recurvata Yang & Chen,2014
•     （14） 中突露额蜡蝉Symplanella Zhongtua Yang & Chen,2014
•       7 疣突蜡蝉属Youtuus Chen & Gong,2018（已发表）
•     （15） 红额疣突蜡蝉Youtuus erythrus Gong,Yang & Chen,2018（已发表）
•     （16） 条纹疣突蜡蝉Youtuus strigatus Gong,Yang & Chen,2018（已发表）
•   四、小结与讨论
•     （一） 小结
•     （二） 讨论
• 第三章 DNA条形码研究
•   一、DNA条形码概述
•     （一） DNA条形码研究进展
•       1 DNA条形码的概念
•       2 DNA条形码的特点
•       3 DNA条形码在昆虫分类中的应用
•     （二） DNA条形码在蜡蝉总科中的应用
•       1 线粒体DNA在蜡蝉总科中的应用
•       2 核糖体DNA在蜡蝉总科中的应用
•   二、DNA条形码体系的建立
•     （一） 材料与方法
•       1 实验材料
•       2 实验方法
•     （二） DNA条形码数据处理及分析
•       1 序列比对
•       2 序列组成分析
•     （三） 结果与分析
•       1 序列组成成分分析
•       2 R值及碱基替换分析
•       3 遗传距离（P距离）
•       4 系统发育信号监测
•       5 适宜该科物种鉴定的DNA条形码筛选
•   三、小结与讨论
•     （一） 小结
•     （二） 讨论
• 第四章 系统发育分析
•   一、基于形态学特征的系统发育分析
•     （一） 材料与方法
•       1 研究材料
•       2 研究方法
•     （二） 结果与分析
•       1 特征选取及矩阵
•       2 结果与分析
•       3 树形分析
•   二、基于分子数据的系统发育分析
•     （一） 材料与方法
•       1 研究材料
•       2 研究方法
•     （二） 结果与分析
•       1 由COI、16S rDNA、Cytb、28S rDNA和ITS 1序列拼接而成的整合序列构建的系统发育树
•       2 基于28S rDNA基因序列构建的属级阶元系统发育树
•       3 树形分析
•   三、小结与讨论
•     （一） 小结
•     （二） 讨论
• 第五章 全文总结
•   一、主要结论
•     （一） 分类研究
•     （二） DNA条形码研究
•     （三） 系统发育分析
•       1 基于形态数据的系统发育
•       2 基于分子数据的系统发育
•   二、本研究的创新点
•   三、本研究的不足
•   四、下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 部分测序情况
• 附录Ⅱ 基于COI、16S rDNA、Cytb、28S rDNA和ITS 1的遗传距离矩阵
• 附录Ⅲ 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 龚念

导师: 陈祥盛

关键词: 蜡蝉总科,短翅蜡蝉科,西南地区,区系分类,序列,系统发育

来源: 贵州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 贵州大学

分类号: Q969.35

总页数: 124

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