长额负蝗和黄星蝗线粒体全基因组测定及蝗总科系统发生分析

【目的】对长额负蝗Atractomorpha lata和黄星蝗Aularches miliaris的线粒体全基因组进行测定和分析,从线粒体基因组水平探讨蝗总科(Acridoidea)内部尤其是锥头蝗科(Pyrgomorphidae)和瘤锥蝗科(Chrotogonidae)之间的系统发生关系。【方法】基于Illumina HiSeq 2500测序平台测定长额负蝗和黄星蝗线粒体基因组序列,对线粒体基因组结构、碱基组成、蛋白质编码基因(protein-coding genes,PCGs)密码子使用频率(relative synonymous codon usage,RSCU)、tRNA二级结构等进行分析。以已知的蝗总科34个物种的线粒体基因组为内群,以蜢总科(Eumastacoidea)2个物种的线粒体基因组为外群,构建13 PCGs+2 rRNA基因序列联合数据集,并分别采用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯推断法(Bayesian inference,BI)构建蝗总科系统发生关系。【结果】长额负蝗和黄星蝗线粒体基因组全长分别为15561和15798 bp,均为闭合环状分子(GenBank登录号分别为OR544953和OR253923),均包含37个基因(13个PCGs、22个tRNA基因、2个rRNA基因)及1个控制区,且均存在KD基因重排现象(即trnK-trnD发生重排形成trnD-trnK),A+T含量分别为74.4%和75.8%,存在明显的AT偏好性,基因排序、碱基组成、氨基酸组成和RSCU均与锥头蝗科和瘤锥蝗科其他物种相似。22个tRNA基因中有21个均能形成三叶草结构,只有trnS AGN缺少DHU臂。ML和BI法构建的系统发生树具有相同的拓扑结构,癞蝗科(Pamphagidae)、斑腿蝗科(Catantopidae)、斑翅蝗科(Oedipodidae)、网翅蝗科(Arcypteridae)、槌角蝗科(Gomphoceridae)及剑角蝗科(Acrididae)聚为一支,且支持癞蝗科、斑翅蝗科和槌角蝗科的单系性;锥头蝗科和瘤锥蝗科物种聚为一支,并与蝗总科其他物种形成姐妹群关系;锥头蝗科负蝗亚科(Atractomorphinae)具有单系性,瘤锥蝗科因锥头蝗科物种的加入而不具有单系性。【结论】本研究首次对长额负蝗和黄星蝗线粒体全基因组进行了测定和分析,并从线粒体基因组水平构建了蝗总科系统发生树,结果支持锥头蝗科、癞蝗科、斑翅蝗科和槌角蝗科单系性。锥头蝗科和瘤锥蝗科具有较近的亲缘关系,两个科的物种相互嵌套形成一个分支,支持将中国蝗总科分类系统中的锥头蝗科和瘤锥蝗科合并为一个科的观点。

甘肃东南部拟步甲总科的物种多样性与区系组成

【目的】为了解甘肃省东南部地区拟步甲总科昆虫物种的多样性组成及其与生态环境和海拔分布的关系,对于揭示其区系组成格局和生态分布特点具有重要价值。【方法】在2020~2022年对4个不同海拔梯度的72个样地使用扫网法、搜索法、埋罐法和震落法进行调查采样,收集整理拟步甲标本。【结果】鉴定拟步甲总科昆虫1450头11科48属116种(亚种),包括甘肃省1新纪录科-长颈甲科、6新纪录属及35新纪录种。甘肃省东南部3市的拟步甲在世界动物地理区划中,以古北界与中日界成分为主,占59.48%;在中国动物地理区划中以华北区与西南区共有成分高达56.87%;α多样性分析结果显示:拟步甲在不同样区中,以天水市的多样性指数最高,为2.1;在不同海拔中,以1000~1500 m海拔段的多样性指数最高为2.0;β多样性分析显示:天水市与陇南市的拟步甲物种组成相似度最高,在0.77时聚为一支;1000~1500 m和1500~2000 m海拔段的拟步甲物种组成相似性最高,在0.80时聚为一支。【结论】甘肃省东南部拟步甲的物种多样性以天水市最高且与陇南市最相似,区系组成在世界动物地理区划中以古北界与中日界成分为主,在国内地理区划以华北区与西南区为主。

靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体基因组及基于线粒体基因的凤蝶总科系统发育关系

【目的】对靛灰蝶Caerulea coeligena和彩斑尾蚬蝶Dodona maculosa线粒体全基因组进行测序和分析,并基于已知线粒体基因组数据探析凤蝶总科(Papilionoidea)的系统发育关系。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台测定靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体全基因组序列,对其进行拼装和注释,并对其tRNA基因二级结构进行预测;基于NCBI数据库中已报道的凤蝶总科6科48种蝴蝶线粒体基因组13个蛋白编码基因(protein-coding genes,PCGs)核苷酸序列,对凤蝶总科50个种的13个PCGs的选择压力进行分析;利用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)分析这50个种及其所属科和亚科的系统发育关系。【结果】靛灰蝶和彩斑尾蚬蝶线粒体全基因组长分别是15164和15486 bp(GenBank登录号分别为MZ489120和MZ489121),其基因组大小、结构和组成、基因排列、核苷酸组成、密码子使用和tRNA结构预测等均与已知近缘种蝴蝶相似;凤蝶总科线粒体基因组进化经历了高水平的纯化选择,13个PCGs非同义替换率和同义替换率比值(K a/K s)明显小于1。凤蝶总科重建的系统发育关系为:(凤蝶科(Papilionidae)+弄蝶科(Hesperiidae)+粉蝶科(Pieridae)+(蛱蝶科(Nymphalidae)+(灰蝶科(Lycaenidae)+蚬蝶科(Riodinidae))))。【结论】基于凤蝶总科已报道的48种和本研究新测序两种线粒体基因组重建的系统发育树表明蚬蝶科与灰蝶科为单系且互为姐妹群关系,且与蛱蝶科具有更近的亲缘关系,凤蝶科可能是凤蝶总科中最早进化的类群。本研究为进一步研究蝴蝶的系统进化和完善其分类系统提供了新的分子数据支撑。

蚤蝼总科(昆虫纲:直翅目)研究进展

蚤蝼总科Tridactyloidea是直翅目Orthoptera中研究最匮乏的一个总科,国内的研究处于起步阶段。本文从分类学(包括化石分类和分子系统学等)、形态学(包括微观结构)、生物学、行为学及其他方面的研究(包括基因组学、细胞学、生理学、仿生学等)全面阐述了世界范围内的蚤蝼总科研究进展、意义和价值,总结了蚤蝼总科的形态和行为特点,讨论了其分类研究中存在的问题,展望了未来研究方向,以期为蚤蝼总科今后的研究提供参考资料。

吉林省叶甲总科昆虫区系分析

整理吉林省叶甲总科(Chrysomeloidea)昆虫标本,研究吉林省叶甲总科昆虫区系组成.结果发现:吉林省叶甲总科昆虫共有139种,隶属5科72属,其中,吉林省新纪录2种,分别为黑脊萤叶甲(Galeruca nigrolineata)、粉筒胸叶甲(Lypesthes ater).在属级区系组成中,单种属区系组成占主导地位;在种级区系组成中,多种属的区系地位稍高.吉林省叶甲总科昆虫广布种占绝对优势,占总种数的78.42%;区系成分以古北区为主,成分来源主要是中国-喜马拉雅区系.

白星驼蛾线粒体基因组测序及分析(鳞翅目∶驼蛾总科)

驼蛾总科Hyblaeoidea隶属于鳞翅目Lepidoptera螟蛾类Obtectomera,其系统发育位置一直存在争议,驼蛾幼虫取食柚木和红树植物,具有一定的危害性,其线粒体基因组数据在生态和进化研究方面具有重要意义。本研究通过高通量测序获得了白星驼蛾Hyblaea constellata Guenée, 1852线粒体全基因组序列并对其主要特征开展分析,结果表明:(1)白星驼蛾线粒体基因组全长为15 317 bp,包含13个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因,2个核糖体RNA基因和一个非编码控制区,其基因排列顺序与大多数已报道的鳞翅目昆虫相同,呈tRNA-Met-tRNA-Ile-tRNA-Gln排列。(2)除COI以CGA作为起始密码子,COII和ND5以T作为不完全的终止密码子以外,其余蛋白质编码基因都以典型的ATN作为起始密码子,以典型的TAN作为终止密码子。除tRNA-Ser(GCU)缺少DHU臂以外,其余tRNA均可形成典型的三叶草二级结构。16S rRNA的结构域IV和V比结构域I、II、VI更保守,12S rRNA的结构域III比结构域I和II更保守。(3)核苷酸组成和密码子使用都表现出了很高的AT偏向性,使用最频繁的密码子均由AT组成且多数不与tRNA反密码子严格配对。此外,结合11总科27种已报道的鳞翅目线粒体基因组数据开展了系统发育分析,结果支持驼蛾总科与螟蛾总科+大鳞翅类互为姐妹群。

云南瘤蚱线粒体基因组特征与蚱总科系统发育分析

【目的】通过分析云南瘤蚱(Thoradonta yunnana)线粒体基因组结构特征,重建蚱总科系统发育关系,为进一步明确蚱总科各类群间的亲缘关系和进化位置提供理论依据。【方法】通过Illumina HiSeq 2500测序平台的二代测序技术对云南瘤蚱线粒体基因组进行测序,并结合已有的23种蚱类昆虫及2种蚤蝼科昆虫的线粒体蛋白编码基因(Protein-coding genes,PCGs)分别利用最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)构建蚱总科系统发育关系。【结果】云南瘤蚱线粒体基因组全长17859 bp,包括2个rRNA基因、22个t RNA基因、13个PCGs及一段非编码控制区。13个PCGs中,除nad6基因以TTG为起始密码子、nad5基因以不完整的T为终止密码子外,其余PCGs均以ATN作为起始密码子且以完整的TAA或TAG密码子终止。22个tRNA基因中,仅trnS1基因缺少DHU臂,其余基因均能折叠成三叶草二级结构。在云南瘤蚱线粒体基因组控制区中共发现6种重复序列,重复单元长度在29~204 bp不等。基于13个PCGs构建的ML法和BI法系统发育进化树拓扑结构基本一致,股沟蚱科和三棱角蚱科位于系统发育进化树的基部,属于较为原始的类群;刺翼蚱科、枝背蚱科及短翼蚱科位于发育进化树中部,属于中间类群;蚱亚科所有物种聚为一支,位于发育进化树顶部,属于较进化类群。【结论】研究结果支持蚱亚科为单系群,刺翼蚱科为并系群的观点,并在一定程度上验证了股沟蚱科属于较原始类群,蚱亚科属于较进化类群的观点。

山东鞘翅目一新记录科小丸甲科(鞘翅目:长蠹总科)

2020年的野外考察中,于山东省采集到小丸甲科(Nosodendridae)的甲虫,该科未曾在山东有记录,因此对其进行鉴定与描述。对其成虫进行解剖后根据其形态学特征进行鉴定,并在野外观察其生活状态。经鉴定该种为台湾小丸甲(Nosodendron taiwanense Yoshitomi,Kishimoto&Lee,2015),这是本种首次记录于中国内地地区,同时也是小丸甲科在山东省的首次记录。本文对该种进行了重新描述,并且对其生态与行为学信息进行了补充。

rRNA及MaSp1基因证据不支持圆网蛛类(蜘蛛目:妖面蛛总科+园蛛总科)的单系起源

圆网蛛类(妖面蛛总科+园蛛总科)是否为单系,圆网究竟经历一次进化还是多次进化,这是多年来有争论的、悬而未决的蛛形学难题之一。本文测定了包括妖面蛛总科、园蛛总科和非圆网蛛类等类群在内的9科10种蜘蛛线粒体12S rDNA、16S rDNA及核18S rDNA、28S rDNA等4个基因片段序列,并基于4个基因序列的整合数据,分别通过邻接(NJ)法、最大简约(MP)法、最大似然(ML)法和贝叶斯法(Bayesian)分析,对园蛛总科和妖面蛛总科蜘蛛之间的分子系统关系进行了探讨。系统发生结果表明:1)园蛛总科和妖面蛛总科蜘蛛不是姊妹群,从而支持这两个类群的圆网是平行演化而非同源演化的观点;2)筛器类蜘蛛并非单系发生而为多系发生。另外,依据编码大壶状腺丝蛋白-1(MaSp1)C末端非重复氨基酸序列区段的核酸序列重建的系统发生树也证实圆网蛛类并非单系发生。

宜兴市蚕蛾总科昆虫种类研究

为保护生态环境,采用灯诱和踏查等方法对宜兴市危害林木的蚕蛾总科昆虫种类进行了采集调查。结果表明,宜兴市鉴定出蚕蛾总科昆虫有5科(蚕蛾科、箩纹蛾科、带蛾科、大蚕蛾科、天蛾科)32种,蚕蛾总科各鉴定种的鉴别特征、寄主、地理分布等均有一定差异。

黔中经济区苗圃蚧总科昆虫种类调查初探——以贵州省惠水县为例

通过设置固定样地定期观察的方法,对黔中经济区惠水县苗圃绿化植物蚧总科昆虫进行抽样调查。经调查鉴定,惠水县苗圃地内有蚧总科昆虫6个科,14个属,17个种,寄主植物25种,蚧虫种类最多的是蜡蚧科和盾蚧科,寄主植物最多的蚧虫是角蜡蚧;惠水县苗圃地没有优势蚧虫,有少见蚧虫8种,一般蚧虫6种,次要蚧虫3种;蚧虫为害部位多为枝、干,为害枝干的蚧虫有9种,为害枝、干、叶片的蚧虫有4种,为害叶片的害虫2种,为害枝条的蚧虫为1种。

大兴安岭落叶松毛虫的卵寄生蜂（膜翅目：细蜂总科，小蜂总科）

调查发现，大兴安岭落叶松毛虫ＤｅｎｄｒｏｌｉｍｕｓｓｕｐｅｒａｎｓｓｉｂｉｒｉｃｕｓＴｓｃｈｅｔｖｅｒｉｋｏｖ共有５种卵寄生蜂（其中包括１个新种）。它们的总寄生率达５４．６３％（±１．７０％），在自然控制这种害虫上发挥着重要作用。同时，对５种卵寄生蜂作了较为详细的形态描述，并对一些误名作了更正。这５种卵寄生蜂为：落叶松毛虫黑卵蜂ＴｅｌｅｎｏｍｕｓｔｅｔｒａｔｏｍｕｓＴｈｏｍｓｏｎ（细蜂总科）；松毛虫卵宽缘金小蜂Ｐａｃｈｙｎｅｕｒｏｎｓｏｌｉｔａｒｉｕｍ（Ｈａｒｔｉｇ），松毛虫迈金小蜂ＭｅｓｏｐｏｌｏｂｕｓｓｕｐｅｒａｎｓｉＹａｎｇｅｔＧｕ（新种），落叶松毛虫卵跳小蜂Ｏｏｅｎｃｙｒｔｕｓｐｉｎｉｃｏｌｕｓ（Ｍａｔｓｕｍｕｒａ）和松毛虫赤眼蜂ＴｒｉｃｈｏｇｒａｍｍａｄｅｎｄｒｏｌｉｍｉＭａｔｓｕｍｕｒａ（小蜂总科）。

蝼蛄总科及蚤蝼总科染色体分类研究进展

染色体分类学是应用染色体数目，结构和行为等研究生物分类问题，是应用现代新技术，把分类学和细胞学及遗传学结合交融的产物，可以解决现代分类中遇到的一些疑难问题。本文比较详尽的叙述了当今世界上蝼蛄总科和蚤蝼总科的染色体及染色体分类研究进展。

蝗总科部分种类16S rDNA的分子系统发育关系

将自测的我国直翅目蝗总科 8科 8个种和从互联网GenBank中检索到相关物种的线粒体基因组 16SrDNA序列片段进行同源性比较 ,计算核苷酸使用频率 ,并构建分子系统树。在获得的 4 80bp的序列中 ,A +T约占70 7% ,G +C为 2 9 3% ,颠换取代 (transversion)的速率大于或接近转换取代 (transition)的速率 ,其中 188个核苷酸位点存在变异。研究结果表明 :在直翅目蝗总科有差异的 188bp中 ,属内种间的碱基序列差异仅为 1 5 % ,科内属间为 3 5 %～ 3 6 % ,科间差异为 4 8%～ 15 8% ,亚目间差异达到 15 2 %～ 2 5 6 %。分子系统树表明 :科内的属和属内的种均优先聚在一起 ;蝗总科 8科的起源关系为 :锥头蝗科→瘤锥蝗科→癞蝗科→斑翅蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科和槌角蝗科→斑腿蝗科 ;锥头蝗科与瘤锥蝗科关系较近 ,是蝗总科内最原始的类群 ;槌角蝗科和网翅蝗科互为姐妹群 ,与最进化的斑腿蝗科关系较近 ;蚤蝼科为独立的一支 ,最先分出 ,似为一个亚目 ,与现用的分类系统有明显差别 ;哈螽科 (螽总科 )和蟋蟀科聚在一起为剑瓣亚目 (Ensifera) ,蚱科和蝗总科的 8科组成短瓣亚目 (Caelifera) ,同现用的分类系统。

蝗总科部分种类Cytb基因序列及系统进化研究

蝗总科 8个科 10个种的线粒体DNA细胞色素b (Cytb)基因部分序列被测定分析 ,比较同源性 ,计算核苷酸使用频率并构建NJ分子系统树。在获得的 4 32bp的序列中 ,A +T约占 70 4 % ,其中 177个核苷酸位点存在变异(约占 4 1 0 % ) ,DNA一级序列数据显示 ,该 8科蝗虫间DNA序列变异丰富。用日本蚱作外群构建的NJ树表明 :瘤锥蝗科较为原始 ,而癞蝗科与槌角蝗科关系较近 ,为比较进化的类群 ,蝗总科 8科的起源关系为 :瘤锥蝗科→斑翅蝗科和锥头蝗科→斑腿蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科→槌角蝗科和癞蝗科 ,上述研究结果与传统形态分类学结论不完全一致 。

中国长臂虾总科的动物地理学特点

本文讨论了长臂虾总科在中国分布的 3个科 ,即拟贝隐虾科、叶颚虾科和长臂虾科的属、种在中国的分布情况及区系特点。拟贝隐虾科和叶颚虾科种类较少 ,分布于热带海域 ,我国分别在南沙群岛和西沙群岛发现 1属 1种和 3属 3种 ,均为广布的常见种。长臂虾科是本总科中种类最多、分布最广、十分常见的科 ,包括 2亚科 10 2属 ,世界性分布 ,海洋、淡水均有 ,我国大量分布。其起源中心应在印度 -西太平洋暖水区 ,一部分浅海沿岸种经河口进入淡水水域 ,大量发展 ,很少种可分布至温带区边缘 ;另一部分在热带珊瑚礁环境大量发展 ,并与许多动物类群共栖或共生。长臂虾亚科基本上是浅海 -淡水自由生活类群 ,我国已记录 9属 6 1种 ,主要分布于南部 ,多数为东洋界热带和亚热带种 ,分别属东洋界 (淡水 )和印度 -西太平洋区 (海水、半咸水 ) ;而极少数种分布至北方 ,温带性的淡水种有 2种白虾 ,1种小长臂虾和仅见于东北部的条纹长臂虾 ,属于古北界区系 (淡水 ) ,海水种有黄、东海的敖氏长臂虾及细指长臂虾 ,属于北太平洋温带区系 (海水、半咸水 )。隐虾亚科全部为海洋种 ,主要分布在热带、亚热带海域 ,以珊瑚礁为主要栖息地 ,大部分分布于印度 -西太平洋海域 ,80 %以上的种类或多或少与其他海洋生物共栖 ,自由生活的种很?

蝗总科染色体研究及科级综合比较(直翅目)

对国际范围内蝗总科染色体研究简史及细胞分类学研究概况进行了回顾 ,并对我国蝗总科细胞分类学研究进展作了简要介绍。在此基础上 ,本文根据染色体数目、形态、染色体分组型式、性染色体位置、C带结构特征及异染色质总含量值等多方面特征对蝗总科 8个科细胞分类学相互关系进行了综合比较。结果表明 :癞蝗科染色体特点明显 ,进化位置独特 ;锥头蝗科与瘤锥蝗科相互近缘 ;斑腿蝗科与斑翅蝗科较为相近 ,网翅蝗科与槌角蝗科在染色体多项指标方面具更多相似性 。

基于核内核糖体小亚基序列的蝗总科系统发育关系分析(英文)

用核糖体SSUrDNA全序列对蝗总科 (Acridoidea)进行了分子系统学研究。依据测定的 8种蝗虫的SSUrDNA全序列 (平均 184 4bp) ,并从GenBank中选取了 6种内群种类和 2种外群种类的SSUrDNA同源序列 ,进行序列分析。利用Clustal、MEGA和PHYLIP软件构建分子系统树 (距离邻接法Neighbor_Joining ,NJ;最小进化法MinimumEvolution)。结果显示 :( 1)蝗总科是一个单系类群 ;( 2 )锥头蝗科 (Chrotogonidae)和瘤锥蝗科 (Pyrgomorphidae)亲缘关系较近 ,为蝗总科最原始的类群 ;( 3)网翅蝗科(Arcypteridae)和槌角蝗科 (Gomphoceridae)有较近的亲缘关系 ;( 4)斑翅蝗科 (Oedipodidae)为最进化的类群 ;( 5 )SSUrDNA序列保守性强 ,转换 (transition)取代的速率大于或接近颠换 (transversion)取代的速率 ;( 6 )在系统树中 ,总科首先分离 ,大多数同科不同属的类群以高置信度聚合在一起 。

数学形态学在昆虫分类学上的应用研究.Ⅱ.在总科阶元上的应用研究

从总科角度对鳞翅目 (Lepidoptera)和鞘翅目 (Coleoptera) 5个总科 2 3种昆虫图像中提取的昆虫面积、周长等 11项数学形态特征进行了统计分析。结果表明 ,在总科阶元上 ,11项特征的可靠性大小为圆形性 >(面积、周长、横轴长、球形性、似圆度、偏心率 ) >(纵轴长、叶状性 ) >(形状参数、亮斑数 )。从数学形态特征角度讲 ,夜蛾总科等 3个总科的亲缘关系远近大小依次为夜蛾总科与凤蝶总科 >蚕蛾总科与凤蝶总科 >夜蛾总科与蚕蛾总科。

新疆金龟甲的区系组成及食性(鞘翅目:金龟甲总科)

初步查明，新疆金龟甲昆虫计有１５４种，分隶于２科、１３亚科、４７属。区系组成含中亚细亚、中央亚细亚、欧洲—西伯利亚、地中海、特有种、泛古北种和全北种等多种成分，其中以中亚细亚种类最多，达７４种，约占４８５％。结合区系组成的分析，提出了新疆昆虫地理区划的划分意见。新疆金龟甲成虫的食性可分为粪食型、腐食型、角质物食型、尸食型、植食型和绝食型，其中粪食型达７５种，约占４９％，具有重要生态意义；植食型５５种，约占３６％，具有重要经济意义。