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中国蝈螽属分子界定和整合分类研究

2020-12-08阅读(335)

中国蝈螽属分子界定和整合分类研究

论文摘要

蝈螽属Gampsocleis Fieber,1852隶属于直翅目(Orthoptera)螽斯科(Tettigoniidae)。迄今,世界记录蝈螽属17种,中国记录11种。多数蝈螽属物种发表时间较早,形态学特征描述简单,对基于形态学的物种鉴定造成一定困难。本研究基于线粒体COI(DNA条形码标准片段)和CytB基因片段,运用BIN、ABGD、jMOTU、GMYC和bPTP等5种单分子物种界定方法对中国蝈螽属样本进行分子界定的基础上,联合形态学特征与鸣声数据,以期确定物种界限和种间亲缘关系。本研究共涉及蝈螽属6种536个样本,形态学初步鉴定为优雅蝈螽G.gratiosa、暗褐蝈螽G.sedakovii、乌苏里蝈螽G.ussuriensis、中华蝈螽G.sinensis、隆线蝈螽G.carinata和秃毛蝈螽G.glabra,以3个鼓翅鸣螽Uvarovites inflatus样本作为外群。研究结果如下:1、共测得蝈螽属536条COI和487条CytB序列,去除重复后分别得到264和237个单倍型,用于后续分析;获得3个鼓翅鸣螽U.inflatus样本的COI和CytB序列,分别获得3和2个单倍型。2、基于K2P构建的NJ系统树及5种分子界定结果均支持秃毛蝈螽G.glabra分类学地位。3、多种分析方法均无法将乌苏里蝈螽G.ussuriensis与中华蝈螽G.sinensis分开;经详细检视样本,未发现显著的形态特征差异。将中华蝈螽G.sinensis与模式标本详细比较,确定本研究中的中华蝈螽G.sinensis样本鉴定无误。因此,本研究中乌苏里蝈螽G.ussuriensis样本是中华蝈螽G.sinensis的错误鉴定,推测我国北方的乌苏里蝈螽G.ussuriensis应是中华蝈螽G.sinensis。4、基于COI和CytB构建的NJ系统树均将暗褐蝈螽G.sedakovii分为2个分支。其中,COI分析结果中2个分支组成1个大的单系支,而CytB分析结果中,暗褐蝈螽指名亚种G.sedakovii sedakovii与中华蝈螽G.sinensis呈姊妹群关系。进一步检视两个分支的样本,发现其在雄性外生殖器和尾须、以及雌性下生殖板等方面存在差异,但基于先前亚种形态学划分依据(前翅长、前翅长与前胸背板比)不能将2个分支完全分开;鸣声分析结果也无显著差异。综合得出,本研究支持暗褐蝈螽指名亚种G.sedakovii sedakovii与远东亚种G.sedakovii obscura的划分,但仍需进一步找寻形态学划分依据。5、不同分子界定方法将隆线蝈螽G.carinata划分为1–5个OTUs。基于COI构建的NJ系统树,采自甘肃的样本和山西的样本各自形成单系分支;而基于CytB构建的NJ系统树,采自山西的样本无法形成单系分支。进一步检视样本,未发现稳定的形态特征差异。鸣声分析,在组成音节的脉冲和音节持续时间上存在差异。6、基于COI和CytB的多种分析均支持将采自山东的优雅蝈螽G.gratiosa与其他地区分开。检视样本,发现外生殖器和尾须存在显著差异。鸣声分析,在组成音节的脉冲和音节持续时间上存在差异。因此,本研究认为应恢复傅氏蝈螽G.fletcheri的分类学地位。本研究发现扩散能力较弱的短翅昆虫更易受到生境破碎化的影响,仅基于DNA分子界定方法难以有效划分,应联合多种数据进行物种界定。因此,整合3种物种界定方法,并与地理分布相结合,最终将中国蝈螽属划分为6个种(亚种),分别为:中华蝈螽G.sinensis,暗褐蝈螽指名亚种G.sedakovii sedakovii,暗褐蝈螽远东亚种G.sedakovii obscura,隆线蝈螽G.carinata,优雅蝈螽G.gratiosa与傅氏蝈螽G.fletcheri。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  •   1.1 蝈螽属研究概况
  •     1.1.1 蝈螽属分类地位
  •     1.1.2 蝈螽属研究进展
  •   1.2 整合分类学
  •     1.2.1 形态学分类鉴定
  •     1.2.2 DNA分子界定
  •     1.2.3 鸣声特征分析
  •     1.2.4 整合分类研究
  •   1.3 目的与意义
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 样本采集
  •     2.1.2 样本信息
  •   2.2 分子界定研究
  •     2.2.1 线粒体COI和Cyt B序列测定
  •     2.2.2 序列数据分析
  •     2.2.3 DNA分子界定
  •     2.2.4 系统发育分析
  •   2.3 形态学研究
  •     2.3.1 标本的观测、解剖与拍照
  •     2.3.2 主要测量指标
  •   2.4 鸣声录制与分析
  •     2.4.1 鸣声录制
  •     2.4.2 鸣声分析
  • 第三章 结果与讨论
  •   3.1 分子界定研究
  •     3.1.1 总DNA提取、PCR扩增和序列测定
  •     3.1.2 序列数据分析
  •     3.1.3 DNA分子界定
  •     3.1.4 系统发育分析
  •   3.2 鸣声分析结果
  •     3.2.1 中华蝈螽Gampsocleis sinensis （Walker, 1869）
  •     3.2.2 暗褐蝈螽Gampsocleis sedakovii （Fischer von Waldheim, 1846）
  •     3.2.3 隆线蝈螽Gampsocleis carinata Bey-Bienko, 1951
  •     3.2.4 优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa Brunner von Wattenwyl, 1862
  •   3.3 形态学研究
  •     （1）中华蝈螽Gampsocleis sinensis （Walker, 1869）
  •     （2）暗褐蝈螽指名亚种Gampsocleis sedakovii sedakovii （Fischer von Waldheim, 1846）
  •     （3）暗褐蝈螽远东亚种Gampsocleis sedakovii obscura （Walker, 1869）
  •     （4）隆线蝈螽Gampsocleis carinata Bey-Bienko, 1951
  •     （5）优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa Brunner von Wattenwyl, 1862
  •     （6）傅氏蝈螽Gampsocleis fletcheri Burr, 1899
  •   3.4 讨论
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间取得的科研成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 柴金艳

    导师: 周志军

    关键词: 蝈螽属,分子界定,形态分类,鸣声分析,整合分类学

    来源: 河北大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 河北大学

    分类号: Q969.263.2

    总页数: 122

    文件大小: 8514K

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