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蚜虫类昆虫关键生物学特征的适应进化——基于详尽的系统发育重建
  • 项目名称:蚜虫类昆虫关键生物学特征的适应进化——基于详尽的系统发育重建
  • 项目类别:重点项目
  • 批准号:30830017
  • 申请代码:C040204
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2009-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:乔格侠
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国科学院动物研究所
  • 批准年度:2008
中文摘要:

蚜总科作为半翅目重要的昆虫类群,其内部的系统发育关系至今没有令人信服的诠释。寄主转换和虫瘿是与蚜虫适应进化密切相关的生物学特征,它们的进化对蚜虫物种分化及蚜类害虫形成具有重要作用。因此,研究寄主转换和虫瘿的起源和演化具有重要的理论和实际意义。基于前期研究积累,针对蚜虫类主要类群大规模取样,选取来自3个基因组的4个基因,开展分子系统学研究;结合形态学和生物学证据,重建客观清晰的蚜总科系统发育框架,阐明主要类群间的系统发育关系;利用分子钟计算主要类群的分歧时间,建立蚜虫类进化历史假说;进而基于客观详尽的蚜总科系统发育框架和特定类群的系统发育框架,探讨寄主转换的起源和演化、蚜虫不同生活周期型的分化机制、虫瘿的演化模式等关键进化问题。本项目同时关注适应进化的关键问题和系统发育重建中的普遍性问题,该研究不但可以为解决昆虫高级阶元系统发育重建中的普遍性问题提供例证和经验,而且将丰富生物适应进化理论。

结论摘要:

蚜虫类是半翅目重要的昆虫类群,其内部系统发育关系尤其是基部分支关系至今尚未解决。与蚜虫类适应进化密切相关的生物学特征,比如寄主转换和虫瘿,对蚜虫物种分化及重大蚜虫农林害虫的形成具有重要作用。因此,解析蚜虫类高级阶元系统发育关系,研究寄主转换和虫瘿的起源和演化具有重要的理论和应用意义。本项目基于大规模取样和大量实验,积累了重要的样品和基因序列资源,结合形态学、生物学和化石证据,构建了蚜总科及重要代表类群的系统发育关系,探讨了主要蚜虫类群的进化历史、寄主转换的适应进化、虫瘿的演化模式、蚜虫与内共生菌关系等关键进化问题。取得的代表性成果包括1)高级阶元系统发育关系重建暗示蚜虫类在白垩纪晚期和第三纪早期的适应辐射进化;2)建立了无管日本扁蚜属Asiphonipponaphis新属,发表扁蚜亚科5新种、4中国新记录种、1新组合、1新异名;3)扁蚜类分化与原生寄主植物演化相对应,不同族寄主转换的起源存在差异;4)扁蚜类虫瘿在各族内独立演化;5)扁蚜亚科蜡片向着退化的方向演化;6)瘿绵蚜亚科可能不是一个单系;7)瘿绵蚜亚科中叶片虫瘿较为原始,虫瘿想着更加特化的方向发展;8)粉角蚜属和伪角蚜属单系性不成立,两属经历了晚第三纪辐射演化;9)声毛管蚜属与其Buchnera有平行演化关系;10)确证蚜虫类特有的Wolbachia超组,并揭示超组内已出现了一定程度分化。本项目提供了很好的昆虫适应进化以及昆虫与其他生物协同演化的实例。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 44
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
期刊论文
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