有瓣蝇类系统发育关系重建——侧重狂蝇总科演化历史研究

论文摘要

有瓣蝇类Calyptratae隶属于昆虫纲Insecta四大超适应辐射类群之一的双翅目Diptera,已知23000余种,占双翅目物种多样性的近20%,是探究双翅目系统演化及成功适应辐射的关键类群。该类群分布广泛,生物学习性极为多样,以幼虫阶段尤为显著。系统发育关系构建是重现生物类群演化历史、阐明不同生物类群间协同演化的基石,囿于部分类群系统发育关系仍存争议,以及节点类群生物学信息缺失,有瓣蝇类的演化历史仍存在许多未解之谜。该研究首次获得了 38种有瓣蝇类转录组数据（包括专性寄生哺乳动物的狂蝇科Oestridae 3亚科7种,寄生鸟类的虱蝇科Hippoboscidae 1种、丽蝇科Calliphoridae原丽蝇属Protocalliphora 1种）,及8种专性寄生胃蝇线粒体基因（组）数据,结合公共数据库的数据,系统评估了转录组和线粒体基因组数据在有瓣蝇类系统发育关系研究中的作用,构建了迄今为止亚科级阶元覆盖最广、拓扑结构最为稳健的有瓣蝇类系统发育关系,并探究了狂蝇总科Oestroidea盗猎寄生习性和哺乳动物专性寄生习性的演化历史,主要发现如下:1.建议将丽蝇科Calliphoridae重新划分为丽蝇科、迷蝇科Ameniidae、孟蝇科Bengaliidae、金蝇科 Chrysomyidae、麻丽蝇科 Helicoboscidae、粉蝇科 Pollenidae,其中丽蝇科仅包含丽蝇亚科Calliphorinae和绿蝇亚科Luciliinae,以使各类群的分类学更加明晰。此外,狂蝇科为多系,各亚科为单系,可能是由于相似的寄生生活习性使狂蝇各亚科经历了趋同进化而具有相似的外部形态特征。2.首次基于转录组数据确立了麻蝇科Sarcophagidae亚科级系统发育关系为（麻蝇亚科 Sarcophaginae+（野蝇亚科 Paramacronychiinae+蜂麻蝇亚科Miltogramminae））;明确了麻蝇亚科的发生地在新热带界,蜂麻蝇亚科在北半球起源;对不同食物资源的利用是导致麻蝇物种分化的主要原因之一;蜂麻蝇幼虫的钻地习性很可能是其盗猎寄生习性产生的关键因子。3.基于线粒体基因组数据构建了覆盖全部属级阶元的胃蝇系统发育关系;确立了胃蝇寄主转移路径为“由象转移至犀牛,再由犀牛转移至马”,在此过程中,胃蝇产卵部位出现分化,且产卵量随着产卵部位与寄主口鼻部距离的增加而相应增大;明确了与取食习性有关的形态结构多样化是促使马胃蝇属生态位分化并实现精准定殖的必要条件;相比于其他有瓣蝇类,胃蝇的线粒体基因组具有较高的鸟嘌呤、胞喃啶含量以及较高的基因进化速率,体现了其对哺乳动物消化道内寄生生活的适应性。

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文章来源

类型: 博士论文

作者: 闫利平

导师: 张东,Thomas Pape

关键词: 转录组,线粒体基因组,狂蝇,专性寄生,盗猎寄生,适应演化

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

基金: 北京林业大学“杰出青年”人才培育计划(JC2015-04),国家自然科学基金项目(31572305,31872964),教育部“新世纪”优秀人才支持计划(NCET-12-0783),北京高校“青年英才计划”(YETP0771)

分类号: Q961

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000068

总页数: 134

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标签：转录组论文;  线粒体基因组论文;  狂蝇论文;  专性寄生论文;  盗猎寄生论文;  适应演化论文;