中国窗翅叶蝉亚科分子系统学研究

论文摘要

窗翅叶蝉亚科Mileewinae隶属于半翅目Hemiptera,叶蝉科Cicadellidae,目前全世界已知4族8属166个有效种（亚种）,主要分布于东洋界、非洲界和新热带界,少数分布在古北界。中国目前共记录窗翅叶蝉亚科1族3属60种。本文以窗翅叶蝉亚科3属36种为研究对象,对COI、16SrDNA、28SrDNA、ITS2、COII、Cytb等基因片段进行了初步筛选,最终选用COI、16SrDNA和Cytb对中国窗翅叶蝉亚科昆虫进行了系统发育分析,同时初步获取了白条窗翅叶蝉Mileewa albovittata线粒体基因组序列信息并与各叶蝉亚科代表种线粒体基因组序列进行了系统发育分析,结果如下:实验共获得中国窗翅叶蝉亚科2属17种的COI序列17条,2属17种的16S rDNA序列17条,2属16种的Cytb序列16条,利用了MEGA X、Mrbayes3.2.6系统发育分析软件并基于NJ、MP、ML、BI法等构建了20棵系统发育树。基于两个软件及多种方法构建的20棵系统树,得到以下结论:（1）鸡头窗翅叶蝉Mileewa cockiheada、乌苏窗翅叶蝉Mileewa ussurica、翼枝窗翅叶蝉Mileewa alara,茂兰淡翅叶蝉Ujna maolanana、普洱淡翅叶蝉Ujna puerana、高黎窗翅叶蝉Mileewa gaoligongana、无纹窗翅叶蝉Mileewa lackstripa,枝茎窗翅叶蝉Mileewa branchiuma、大斑窗翅叶蝉Mileewa amplimacula、窗翅叶蝉Mileewa margheritae的聚合拓扑结构较为稳定。（2）茂兰淡翅叶蝉Ujna maolanana和普洱淡翅叶蝉Ujna puerana,鸡头窗翅叶蝉Mileewa cockiheada和乌苏窗翅叶蝉Mileewa ussurica,褐点窗翅叶蝉Mileewa mira和船茎窗翅叶蝉Mileewa ponta,大斑窗翅叶蝉Mileewa amplimacula和窗翅叶蝉Mileewa margheritae,合斑窗翅叶蝉Mileewa coeomacula和枝茎窗翅叶蝉Mileewa branchiuma互为姊妹关系。（3）淡翅叶蝉属Ujna的单系性没有得到支持,而干大叶蝉属Processina具有较好的单系性。白条窗翅叶蝉Mileewa albovittata线粒体基因组已获全长15079bp,包括13个蛋白质编码基因（PCGs）、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个AT-rich区,A+T含量为79.6%。13个蛋白质编码基因（PCGs）总长10965bp,共编码3640个氨基酸。其中,11个PCGs以ATN为起始密码子,而ATP8和NAD5基因以TTG为起始密码子;12个PCGs以TAA为终止密码子,而COII基因以不完整的终止密码子（A）结尾。rRNA基因的LSU（16S）和SSU（12S）分别为1220 bp和749 bp。基于白条窗翅叶蝉Mileewa albovittata与19种GenBank里已发布的叶蝉科昆虫的线粒体基因组的PCGs构建的BI树,可以发现,白条窗翅叶蝉Mileewa albovittata与小叶蝉亚科的小贯小绿叶蝉Empoasca onukii以及假眼小绿叶蝉Empoasca vitis聚合在一起,互为姊妹关系,且与大叶蝉亚科的黑尾大叶蝉Bothrogonia ferruginea、透翅大叶蝉Homalodisca coagulata关系较近。

论文目录

摘要

Abstract

第一章文献综述

1 分类研究概况

2 分子标记的运用

2.1 分子系统学的定义及分子标记的种类

2.2 线粒体分子标记

3 分子系统学研究概况

4 研究意义

第二章中国窗翅叶蝉分子数据获取与分析

（一）基于基因片段的分子数据特征

1 实验材料

1.1 标本采集、保存和鉴定

1.2 主要实验仪器与耗材

1.3 主要实验试剂

2 实验方法和步骤

2.1 基因组DNA提取

2.2 PCR扩增及测序

3 分子数据处理和分析

3.1 序列的拼接与校正

3.2 序列的比对

3.3 序列的组成分析及系统发育信号评估

3.3.1 序列的组成分析

3.3.2 R值及替换型式分析

3.3.3 P距离（p-distance）

3.3.4 替换饱和分析

3.4 系统发育方法的选择

3.4.1 系统发育分析方法

3.4.2 建树软件及外群的选择

4 结果与分析

4.1 实验数据整理与分析

4.1.1 序列组成成分分析

4.1.2 R值及碱基替换分析

4.1.3 P距离（遗传距离）

4.2 系统发育信号检测

4.2.1 P距离与R值关系

4.2.2 碱基替换饱和性分析

（二）基于线粒体基因组的分子数据特征

1 实验材料

1.1 标本采集、保存和鉴定

1.2 主要实验仪器与耗材

1.3 主要实验试剂

2 实验方法和步骤

2.1 基因组DNA提取

2.2 高通量测序

3 分子数据处理和分析

3.1 序列的拼接与校正

3.2 基因的定位与注释

3.3 生物信息学分析

3.4 数据集的比对

3.5 系统发育分析数据的处理

3.6 白条窗翅叶蝉Mileewa albovittata线粒体基因组概况

3.7 系统发育信号检测

3.7.1 P距离与R值的关系

3.7.2 碱基替换饱和性分析

第三章中国窗翅叶蝉系统发育研究

（一）基于基因片段的中国窗翅叶蝉系统发育研究

1 基于COI基因构建系统发育树

2 基于16S rDNA基因构建系统发育树

3 基于Cytb基因构建系统发育树

4 基于COI与16S rDNA基因联合序列构建系统发育树

5 基于COI与 Cytb基因联合序列构建系统发育树

6 小结

（二）基于线粒体基因组的中国窗翅叶蝉系统发育研究

1 基于PCGs数据集构建系统发育树

2 小结

第四章总结与讨论

1 基于基因片段的系统发育研究结果

2 基于线粒体基因组的系统发育研究结果

3 讨论

3.1 分类地位问题

3.2 系统发育

4 创新点

5 研究不足

6 下一步工作

致谢

参考文献

附录 Ⅰ 基于COI、16S r DNA、Cytb、PCGs 序列及 COI 和 16S r DNA联合序列、COI 和 Cytb 联合序列的遗传距离矩阵

附录 Ⅱ 基于线粒体部分基因片段的凝胶电泳图

附录 Ⅲ

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何宏力

导师: 杨茂发

关键词: 窗翅叶蝉亚科,系统发育,中国,线粒体基因

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: 95

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