青藏高原琵甲族部分屬的系統(tǒng)發(fā)育與歷史生物地理學(xué)
發(fā)布時(shí)間：2020-12-23 22:31
琵甲族Blaptini是擬步甲科Tenebrionidae昆蟲中1個(gè)十分重要類群,主要分布于亞洲中東部。迄今為止,該族昆蟲全球已描述746種（亞種）,隸屬于6亞族27屬,中國(guó)已報(bào)道20屬271種（亞種）。學(xué)術(shù)界對(duì)該類群的分類研究關(guān)注頗多,并構(gòu)建了多樣化的分類體系,尤以Medvedev（2001）的5亞族23屬分類系統(tǒng)和任國(guó)棟（2016）的6亞族27屬分類系統(tǒng)較為完善,但這些分類系統(tǒng)均依據(jù)比較形態(tài)學(xué)特征而建立。為驗(yàn)證已有基于形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)建立的分類系統(tǒng)的可信性,本文以中國(guó)琵甲族的12個(gè)代表屬為研究對(duì)象,基于3個(gè)線粒體基因（COI;Cytb;16S rDNA）和1個(gè)核基因（28S rDNA-D2）片段的DNA序列,對(duì)該族部分屬的分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和可能起源時(shí)間進(jìn)行了初步探索;依據(jù)青藏高原特有屬——小琵甲屬Gnaptorina 28個(gè)種的58個(gè)樣本構(gòu)建了該屬的分子系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),并進(jìn)行了分子物種界定、分子鐘定時(shí)和歷史生物地理學(xué)研究,初步取得以下研究成果:1.基于4個(gè)基因片段建立了首個(gè)小琵甲屬Gnaptorina的分子系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)通過(guò)Automatic Barcode Gap Discovery（ABGD...
【文章來(lái)源】：河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
地中海地區(qū)琵甲的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),引自Condamine et al.(2013)
對(duì)于不同的基因片段所使用的引物以及聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)條件見(jiàn)表3,PCR采用Ta KaRa Ex Taq進(jìn)行PCR擴(kuò)增(Ta Ka Ra,中國(guó)大連)。PCR反應(yīng)體系均為25μL;PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),并用凝膠成像系統(tǒng)拍照。確定有目標(biāo)條帶的PCR產(chǎn)物由通用生物系統(tǒng)(安徽)有限公司和蘇州金唯智生物科技有限公司測(cè)序完成。2.1.4 序列比對(duì)及數(shù)據(jù)組成
總的來(lái)說(shuō),依據(jù)分子數(shù)據(jù)獲得的亞屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系與依據(jù)形態(tài)特征建立的亞屬存在一定的分歧,分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果對(duì)驗(yàn)證以形態(tài)學(xué)特征建立的分類系統(tǒng)具有重要參考意義。本文第1次依據(jù)分子數(shù)據(jù)建立了小琵甲屬Gnaptorina的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(圖3),分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果支持了小琵甲屬Gnaptorina的單系性,但北方小琵甲亞屬Boreoptorina[僅包含心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998]與西方小琵甲亞屬Hesperoptorina的物種聚為一支共同構(gòu)成一個(gè)單系,這與依據(jù)形態(tài)特征對(duì)小琵甲屬的亞屬劃分結(jié)果不完全一致。Medvedev(2009)對(duì)這兩個(gè)亞屬的劃分,主要依據(jù)雄蟲前足脛節(jié)端部?jī)?nèi)側(cè)剛毛的稀疏或稠密,雄蟲陽(yáng)基側(cè)突從基部到端部直型收縮或弓形收縮這些形態(tài)特征而區(qū)分。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)亞屬(包括模式種)所有物種的重新核查,我們認(rèn)為這一形態(tài)特征并不能作為亞屬劃分的唯一依據(jù),北方小琵甲亞屬Boreoptorina Medvedev,2009應(yīng)該作為西方小琵甲亞屬Hesperoptorina Medvedev,2009的次異名。北方小琵甲亞屬Boreoptorina的心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998相應(yīng)轉(zhuǎn)移到西方小琵甲亞屬Hesperoptorina,按照國(guó)際動(dòng)物命名法規(guī),對(duì)應(yīng)的種名為G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。Hesperoptorina,按照國(guó)際動(dòng)物命名法規(guī),對(duì)應(yīng)的種名為G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。同時(shí),分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示分支Clade 2為一個(gè)單系群,通過(guò)比較該分支的2個(gè)物種(長(zhǎng)角小琵甲G.longicornis和磨光小琵甲G.polita sp.n.)的形態(tài)特征后,發(fā)現(xiàn)這2個(gè)物種的雌蟲前足第1跗節(jié)下側(cè)具毛刷,雄蟲前足脛節(jié)自中部至端部?jī)?nèi)側(cè)微凹,端部弱彎,而區(qū)別于其他2個(gè)亞屬。Medvedev(2009)在對(duì)小琵甲屬細(xì)分亞屬時(shí),認(rèn)為長(zhǎng)角小琵甲G.longicornis的后足脛節(jié)弧形彎曲,該特征不是小琵甲屬Gnaptorina的屬征,而與塔琵甲屬Tagonoides更接近,但是又不具有塔琵甲屬Tagonoides陽(yáng)基側(cè)突顯著伸長(zhǎng)和向端部明顯收縮的典型特征。因此,他將該種作為“問(wèn)題種”暫且擱置,并未歸入小琵甲屬Gnaptorina的任何一個(gè)亞屬。綜合本文分子系統(tǒng)發(fā)育分析的結(jié)果,分支Clade 2的單系性得到很好的支持(u BV=100%;PP=1.0),我們認(rèn)為應(yīng)將分支Clade2作為小琵甲屬的一個(gè)新亞屬南方小琵甲亞屬Austroptorina Bai,Li&Ren subgen.n.處理更為合理(Clade 2,圖3)。圖3.基于94-taxa的3個(gè)線粒體基因和1個(gè)核基因序列(COI,Cytb,16S r DNA,28S r DNA),2327 bp的串聯(lián)數(shù)據(jù)集獲得的小琵甲屬Gnaptorina的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)和物種界定結(jié)果。樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的支持度由貝葉斯推斷得到的后驗(yàn)概率(PP)和最大似然法推斷得到的超快bootstrap值(u BV)表示。彩色柱形條帶表示現(xiàn)存的形態(tài)物種數(shù)(粉紅色),以及8種物種劃分方案的分子物種界定分析結(jié)果(黃色、淺綠色、紅色和紫色);對(duì)于單基因COI/Cytb的界定結(jié)果中,灰色柱形條帶表示缺失的序列信息;35個(gè)MOTUs為ABGD、GMYC和PTP分子物種界定分析得出的結(jié)果。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]喙尾琵甲成蟲存活及產(chǎn)卵量的影響因子[J]. 趙敏,冀煥紅,何釗,孫龍,馮穎. 環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于MaxEnt模型的突頰側(cè)琵甲新疆潛在地理分布預(yù)測(cè)和主要影響因子分析[J]. 李培先,鄭江華,林峻,麥迪·庫(kù)爾曼,肖宏偉,吳建國(guó). 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]青藏高原隆升階段性[J]. 方小敏. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[4]青藏高原的地質(zhì)特征與形成演化[J]. 王振濤. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[5]How many sutures in the southern Central Asian Orogenic Belt:Insights from East Xinjiang-West Gansu（NW China）?[J]. Wenjiao Xiao,Chunming Han,Wei Liu,Bo Wan,Ji’en Zhang,Songjian Ao,Zhiyong Zhang,Dongfang Song,Zhonghua Tian,Jun Luo. Geoscience Frontiers. 2014(04)
[6]Sky islands of southwest China.I:an overview of phylogeographic patterns[J]. Kai He,Xuelong Jiang. Chinese Science Bulletin. 2014(07)
[7]寧夏鹽池荒漠草原不同生境對(duì)琵甲物種多樣性的影響[J]. 賀海明,賈彥霞. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]基于防御腺特征的琵甲族屬級(jí)階元系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析(鞘翅目:擬步甲科)[J]. 劉超,任國(guó)棟. 昆蟲學(xué)報(bào). 2012(10)
[9]青藏高原獸類分布格局及動(dòng)物地理區(qū)劃[J]. 黃薇,夏霖,楊奇森,馮祚建. 獸類學(xué)報(bào). 2008(04)
[10]青藏高原麗蠅科昆蟲物種多樣性初探[J]. 敖虎,王明福,徐洋. 華東昆蟲學(xué)報(bào). 2007(04)
本文編號(hào)：2934447
【文章來(lái)源】：河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
地中海地區(qū)琵甲的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),引自Condamine et al.(2013)
對(duì)于不同的基因片段所使用的引物以及聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)條件見(jiàn)表3,PCR采用Ta KaRa Ex Taq進(jìn)行PCR擴(kuò)增(Ta Ka Ra,中國(guó)大連)。PCR反應(yīng)體系均為25μL;PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),并用凝膠成像系統(tǒng)拍照。確定有目標(biāo)條帶的PCR產(chǎn)物由通用生物系統(tǒng)(安徽)有限公司和蘇州金唯智生物科技有限公司測(cè)序完成。2.1.4 序列比對(duì)及數(shù)據(jù)組成
總的來(lái)說(shuō),依據(jù)分子數(shù)據(jù)獲得的亞屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系與依據(jù)形態(tài)特征建立的亞屬存在一定的分歧,分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果對(duì)驗(yàn)證以形態(tài)學(xué)特征建立的分類系統(tǒng)具有重要參考意義。本文第1次依據(jù)分子數(shù)據(jù)建立了小琵甲屬Gnaptorina的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(圖3),分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果支持了小琵甲屬Gnaptorina的單系性,但北方小琵甲亞屬Boreoptorina[僅包含心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998]與西方小琵甲亞屬Hesperoptorina的物種聚為一支共同構(gòu)成一個(gè)單系,這與依據(jù)形態(tài)特征對(duì)小琵甲屬的亞屬劃分結(jié)果不完全一致。Medvedev(2009)對(duì)這兩個(gè)亞屬的劃分,主要依據(jù)雄蟲前足脛節(jié)端部?jī)?nèi)側(cè)剛毛的稀疏或稠密,雄蟲陽(yáng)基側(cè)突從基部到端部直型收縮或弓形收縮這些形態(tài)特征而區(qū)分。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)亞屬(包括模式種)所有物種的重新核查,我們認(rèn)為這一形態(tài)特征并不能作為亞屬劃分的唯一依據(jù),北方小琵甲亞屬Boreoptorina Medvedev,2009應(yīng)該作為西方小琵甲亞屬Hesperoptorina Medvedev,2009的次異名。北方小琵甲亞屬Boreoptorina的心形小琵甲G(B).cordicollis Medvedev,1998相應(yīng)轉(zhuǎn)移到西方小琵甲亞屬Hesperoptorina,按照國(guó)際動(dòng)物命名法規(guī),對(duì)應(yīng)的種名為G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。Hesperoptorina,按照國(guó)際動(dòng)物命名法規(guī),對(duì)應(yīng)的種名為G.(H.)cordicollis Medvedev,1998。同時(shí),分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示分支Clade 2為一個(gè)單系群,通過(guò)比較該分支的2個(gè)物種(長(zhǎng)角小琵甲G.longicornis和磨光小琵甲G.polita sp.n.)的形態(tài)特征后,發(fā)現(xiàn)這2個(gè)物種的雌蟲前足第1跗節(jié)下側(cè)具毛刷,雄蟲前足脛節(jié)自中部至端部?jī)?nèi)側(cè)微凹,端部弱彎,而區(qū)別于其他2個(gè)亞屬。Medvedev(2009)在對(duì)小琵甲屬細(xì)分亞屬時(shí),認(rèn)為長(zhǎng)角小琵甲G.longicornis的后足脛節(jié)弧形彎曲,該特征不是小琵甲屬Gnaptorina的屬征,而與塔琵甲屬Tagonoides更接近,但是又不具有塔琵甲屬Tagonoides陽(yáng)基側(cè)突顯著伸長(zhǎng)和向端部明顯收縮的典型特征。因此,他將該種作為“問(wèn)題種”暫且擱置,并未歸入小琵甲屬Gnaptorina的任何一個(gè)亞屬。綜合本文分子系統(tǒng)發(fā)育分析的結(jié)果,分支Clade 2的單系性得到很好的支持(u BV=100%;PP=1.0),我們認(rèn)為應(yīng)將分支Clade2作為小琵甲屬的一個(gè)新亞屬南方小琵甲亞屬Austroptorina Bai,Li&Ren subgen.n.處理更為合理(Clade 2,圖3)。圖3.基于94-taxa的3個(gè)線粒體基因和1個(gè)核基因序列(COI,Cytb,16S r DNA,28S r DNA),2327 bp的串聯(lián)數(shù)據(jù)集獲得的小琵甲屬Gnaptorina的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)和物種界定結(jié)果。樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的支持度由貝葉斯推斷得到的后驗(yàn)概率(PP)和最大似然法推斷得到的超快bootstrap值(u BV)表示。彩色柱形條帶表示現(xiàn)存的形態(tài)物種數(shù)(粉紅色),以及8種物種劃分方案的分子物種界定分析結(jié)果(黃色、淺綠色、紅色和紫色);對(duì)于單基因COI/Cytb的界定結(jié)果中,灰色柱形條帶表示缺失的序列信息;35個(gè)MOTUs為ABGD、GMYC和PTP分子物種界定分析得出的結(jié)果。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]喙尾琵甲成蟲存活及產(chǎn)卵量的影響因子[J]. 趙敏,冀煥紅,何釗,孫龍,馮穎. 環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于MaxEnt模型的突頰側(cè)琵甲新疆潛在地理分布預(yù)測(cè)和主要影響因子分析[J]. 李培先,鄭江華,林峻,麥迪·庫(kù)爾曼,肖宏偉,吳建國(guó). 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]青藏高原隆升階段性[J]. 方小敏. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[4]青藏高原的地質(zhì)特征與形成演化[J]. 王振濤. 科技導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[5]How many sutures in the southern Central Asian Orogenic Belt:Insights from East Xinjiang-West Gansu（NW China）?[J]. Wenjiao Xiao,Chunming Han,Wei Liu,Bo Wan,Ji’en Zhang,Songjian Ao,Zhiyong Zhang,Dongfang Song,Zhonghua Tian,Jun Luo. Geoscience Frontiers. 2014(04)
[6]Sky islands of southwest China.I:an overview of phylogeographic patterns[J]. Kai He,Xuelong Jiang. Chinese Science Bulletin. 2014(07)
[7]寧夏鹽池荒漠草原不同生境對(duì)琵甲物種多樣性的影響[J]. 賀海明,賈彥霞. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]基于防御腺特征的琵甲族屬級(jí)階元系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析(鞘翅目:擬步甲科)[J]. 劉超,任國(guó)棟. 昆蟲學(xué)報(bào). 2012(10)
[9]青藏高原獸類分布格局及動(dòng)物地理區(qū)劃[J]. 黃薇,夏霖,楊奇森,馮祚建. 獸類學(xué)報(bào). 2008(04)
[10]青藏高原麗蠅科昆蟲物種多樣性初探[J]. 敖虎,王明福,徐洋. 華東昆蟲學(xué)報(bào). 2007(04)
本文編號(hào)：2934447
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