论文部分内容阅读
摇蚊(Chironomidae)分布广泛、数量丰富。目前,世界上已记述的摇蚊有11个亚科,约400属,超过6000余种;中国记录有6个亚科,139属,近1000种。摇蚊可以迅速对环境变化做出响应,被认为是重要的淡水指示生物。此外,摇蚊具有净化水质、重要生物饵料等功能,且在农学、医学上均有研究价值。目前摇蚊鉴定仍主要依据形态学方法,但效果不佳、费力耗时,甚至会出现错误鉴定,对于近缘种更是难以区分,且大部分摇蚊新种以雄成虫描述为主,生活史记录并不完善,严重阻碍动物研究进展,进一步影响了水质状况、生物多样性等评估,降低了评估质量。DNA条形码的提出打破了传统形态学物种鉴定困难的局面,且在国内外发展迅速,其中线粒体COI基因分子标记极大促进了动物系统分类、种类鉴别、群体的遗传多样性和分子进化学研究领域等的发展,研究表明线粒体COI基因普遍适用于动物研究,其在摇蚊物种鉴定、隐存种发现、生活史匹配、系统发育关系分析、环境保护等方面均有所应用。然而DNA条形码技术也存在局限性。目前在分类学领域,研究者主要结合形态特征与分子手段,以降低传统分类学的工作难度。本研究通过采样获取崇明岛摇蚊成幼虫标本共500余片,其中处理有效实验标本共143片,通过形态鉴定为4个亚科23属42种;通过基因组提取、PCR扩增与测序分析、序列组装、数据比对及系统分析处理共得到119条序列,涉及摇蚊科中4个亚科23属48种,结合BOLD和NCBI上的118条序列,对其进行COI基因序列特征及碱基替换饱和度分析,发现COI基因序列未达到饱和程度,可进行后续系统发育关系的分析研究;接着进行崇明岛摇蚊科遗传距离分析;最后构建NJ树,共区分出44个分类操作单元,匹配率高达95.45%,表明COI基因序列对于摇蚊科而言是可靠的DNA条形码工具。通过ABGD评估OTU数量,根据结果,其评估的OTUs的数目略大于形态学所评估的物种数,且遗传距离阈值范围在6.0%-10.0%之间。根据形态学与DNA条形码技术对所采集标本综合分析,解决本研究种内变异、同物异名、雌雄匹配、发现姐妹种等问题;其中,使用DNA条形码技术及TCS网络单倍型分析验证Cricotopus sylvestris与C.trifasciatus之间存在的种内变异现象;借助DNA条形码发现K.biroi为K.tainanus的同物异名;借助DNA条形码判定形态模糊的幼虫标本CY047为Propsilocerus taihuensis;而DNA条形码在实验过程中也发现其局限性,利用该技术鉴定为Chironomus plumosus的标本,根据资料记载与形态区分,发现其应为C.sinicus;同样,被鉴定为Polypedilum cf.okiharaki的标本进行形态对比发现,应为Dicrotendipes inouei。同样,雄性标本C0112-1、C0134及C057应属于软铗小摇蚊M.tener,但是以上序列与Kiefferulus tainanus、K.barbatitarsis序列聚为一枝,分析三者可能存在较大的碱基重合性,也不排除实验室过程中发生污染。结合形态学与DNA条形码方法鉴定为Microchironomus tener的雄性标本C0135与利用DNA条形码鉴定为D.pulsus的雌性标本C0136在NJ树上聚为一枝,且两者形态存在相似部分,后续应对雌虫标本进一步研究判断。结合两种鉴定方法初步判断雌性标本C059为强壮二叉摇蚊D.nervosus,后续需结合更多标本进一步分析。最后,本研究对崇明岛摇蚊科的多样性进行综合分析,摇蚊采集主要集中在西部与东部;摇蚊亚科广泛分布于各采样点,其中摇蚊属、多足摇蚊属及二叉摇蚊属数量、种类较多;采样点St1、St3、St5、St9、St19摇蚊科种类比较丰富,后续研究应加大采样次数与采集量。