叶盲蝽族Phylini隶属于盲蝽科Miridae叶盲蝽亚科Phylinae,是种类较多、分布较广的昆虫类群。目前,叶盲蝽族系统学研究主要还是采取传统的形态学研究方法,分子系统学方面的研究鲜有文章发表,这种单一的研究方式已日益显露出局限性。本研究将DNA条形码技术应用于叶盲蝽族的分类研究之中,不仅可以验证以前分类系统的正确性,还可以发现揭示此类群的遗传分化、系统发育规律,为种间界限的确定提供有力支持。研究中,验证COI在叶盲蝽族系统学研究中作为分子标记的适合性,并基于16SrDNA和Cytb基因片段,为叶盲蝽族DNA条形码研究筛选合适的分子标记。同时根据测定的中国叶盲蝽族种类的基因组DNA序列,构建系统发育谱系,开展系统发育分析和生物地理学研究。预期研究成果将使叶盲蝽族分类研究的争议问题获得新的认识,带动和影响整个异翅亚目的分子系统学研究,对世界异翅亚目的研究有着重要意义。
Heteroptera;Phylini;DNA barcoding;Molecular Systematics;China
摘要: 基于线粒体CO I、Cytb及16S rDNA的基因序列,探讨其特定区段作为DNA条形码的可行性,并对中国叶盲蝽族Phylini昆虫进行分子系统学研究。采用CTAB法和试剂盒法提取昆虫DNA,设计用于PCR扩增的三个基因非特异性引物,采用Clustal 1.8X、Chromas、Contig-Express和SeqMan生物学软件对测序的序列进行拼接和校对,最后使用Mega 5.0及MrBayes 3.1软件对拼接好的序列进行序列组成分析和系统发育树的构建。本研究共获得中国叶盲蝽族昆虫13属23种共99条序列。三基因片段各自碱基A + T含量明显高于G + C含量,A和T碱基偏嗜,A与T含量几乎相等,与昆虫线粒体基因碱基组成特征相符。遗传距离(P)分析结果显示,基于CO I、16S rDNA基因序列同物种间的遗传距离较低,不同种间的遗传距离较高,能够区分不同物种,而Cytb基因序列则不符合DNA条形码有效性的检验标准。用简约法Maximum Parsimony、距离法Neighbour Joining和贝叶斯法Bayesian重建系统发育关系,基于CO I基因序列构建的系统发育树,同一物种聚为同一支,且分支置信度较高,近缘种能聚集在一起,此段基因序列可作为DNA条形码使用,同时也验证了叶盲蝽族昆虫具有同一个起源祖先,说明了线粒体CO I基因对于叶盲蝽族低级分类阶元的系统发育分析具有一定可行性。基于16S rDNA基因序列构建的系统发育树,同一物种聚为同一支,分支置信度较高,但属级阶元关系较为混乱,因此16S rDNA基因不能很好解决近缘属间的系统发育关系,适合于分析属下阶元的亲缘关系。基于Cytb基因序列构建的系统发育树,种内、种间及属间的系统发育关系均较混乱,因此此段基因序列不能很好地区分物种,也不适合分析叶盲蝽族的系统发育关系。