中国安菱蜡蝉族分类及DNA条形码研究

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安菱蜡蝉族Andini隶属于半翅目Hemiptera头喙亚目Auchenorrhyncha蜡蝉总科Fulgoroidea菱蜡蝉科Cixiidae菱蜡蝉亚科Cixiinae,目前全世界已记录3属123种,中国已报道2属13种。安菱蜡蝉为植食性昆虫,对农林业生产具有潜在威胁。目前中国安菱蜡蝉族昆虫物种多样性研究薄弱、家底不清,且各属种个体外形及体色斑纹极其相似,需结合形态和分子数据才能对该类群物种进行准确鉴定。为进一步掌握安菱蜡蝉族的种类组成,发现更多的新分类阶元,进一步丰富安菱蜡蝉族的物种资源库,构建该类群的分子数据库,解决近缘种、疑难种鉴定困难等问题,本文对中国安菱蜡蝉族昆虫进行了较系统的分类及DNA条形码研究,主要内容包括:形态学分类、DNA条形码研究及基于DNA条形码的存疑种厘定。主要研究结果如下:一、分类研究1.对中国安菱蜡蝉族昆虫进行了较系统的分类研究全文共涉及中国安菱蜡蝉族昆虫3属31种。检视标本900余号,鉴定出3属23种,其中包括19新种,1中国新纪录种,提出1新组合。编制了分属和分种检索表,共绘制23种的分类特征图及雄性外生殖器特征图。2.发现了19个新种、1个中国新纪录种,提出了1个新组合发现的新种、中国新纪录种,提出的新组合种名录如下:新种(19个):弯刺安菱蜡蝉,新种Andes curvispinus sp.nov.齿安菱蜡蝉,新种Andes dentatus sp.nov.叉安菱蜡蝉,新种Andes furcutus sp.nov.黑斑安菱蜡蝉,新种Andes fuscstictus sp.nov.宽肛安菱蜡蝉,新种Andes latanalus sp.nov.长鞭安菱蜡蝉,新种Andes longiflagelis sp.nov.黑带安菱蜡蝉,新种Andes melanohabenus sp.nov.白安菱蜡蝉,新种Andes pallidus sp.nov.刀突仲安菱蜡蝉Andixius cultratus Wang,Zhi&Chen,2020(已发表)舌突仲安菱蜡蝉Andixius lingulatus Wang,Zhi&Chen,2020(已发表)双色仲安菱蜡蝉,新种Andixius bicoloratus sp.nov.卷突仲安菱蜡蝉,新种Andixius crispiprocessus sp.nov.墨脱仲安菱蜡蝉,新种Andixius motuoensis sp.nov.鞭钩仲安菱蜡蝉,新种Andixius flagellihamus sp.nov.细刺仲安菱蜡蝉,新种Andixius gracilispinus sp.nov.长突仲安菱蜡蝉,新种Andixius productus sp.nov.端斑巴兰菱蜡蝉,新种Parandes apicalis sp.nov.旋卷巴兰菱蜡蝉,新种Parandes circinatus sp.nov.片突巴兰菱蜡蝉,新种Parandes lobatus sp.nov.中国新纪录(1个):半巴兰菱蜡蝉,新纪录Parandes hemina(Fennah,1978)新组合种(1个):半巴兰菱蜡蝉,新组合Parandes hemina(Fennah,1978)comb.nov.(移自安菱蜡蝉属Andes St(?)l,1866)二、DNA条形码研究1.初步筛选出适合安菱蜡蝉族的DNA条形码候选分子标记通过对COI、COII、Cytb和16S rDNA基因序列进行序列组成成分、R值及碱基替换、遗传距离和系统发育信号监测分析,结果表明:COI、COII、Cytb和16S rDNA基因序列均符合昆虫线粒体碱基组成特征,且能提供系统发育信息。16S rDNA和Cytb基因序列种间变异位点数较高,保守位点数低,R值分别为0.60和0.62,种间遗传距离不适;COI和COII基因序列种间变异位点数和保守位点数均较高,R值分别为1.04和0.85,种间遗传距离适中。因此,COI和COII基因序列可作为安菱蜡蝉族种间物种鉴定较佳的候选分子标记。2.初步构建了安菱蜡蝉族的DNA条形码数据库对3属13种安菱蜡蝉进行了总DNA的提取及COI和COII 2个线粒体DNA片段的测序,经过拼接和碱基校正后,得到可用序列26条,初步构建了安菱蜡蝉族的DNA条形码数据库。基于COI基因序列的种间遗传距离为:0.1224-0.2069,属间遗传距离为:0.1435-0.3784;基于COII基因序列的种间遗传距离为:0.1785-0.3037,属间遗传距离为:0.2445-0.6464。三、基于DNA条形码的存疑种厘定基于COI和COII 2个基因序列,采用遗传距离法和支序分析法对安菱蜡蝉族中的存疑种进行厘定。研究结果表明:半安菱蜡蝉Andes hemina与安菱蜡蝉属Andes其余5种的种间遗传距离大于其与巴兰菱蜡蝉属Parandes的种间遗传距离;在构建的系统发育树中,半安菱蜡蝉A.hemina均与巴兰菱蜡蝉属Parandes的种类聚为一支。根据DNA条形码研究结果,建议将半安菱蜡蝉A.hemina作为新组合移至巴兰菱蜡蝉属Parandes。
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