江西省常见潜叶吉丁的形态分类与分子系统学研究

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潜叶吉丁分属鞘翅目吉丁虫总科吉丁科的窄吉丁亚科和筒吉丁亚科。本文系统研究潜叶吉丁的物种多样性及其寄主植物多样性,分析江西省常见潜叶吉丁的生物学特性,基于分子标记技术探讨了江西省主要潜叶吉丁的系统发育关系,主要结果如下:吉丁虫种类丰富,约有1.5万种,潜叶吉丁分属于2亚科(窄吉丁亚科和筒吉丁亚科)4族(Tracheini、Aphanisticini、Paratrachini、Xyroscelidini)21属。目前已记录的具有潜叶习性的吉丁共2604种,其中潜吉丁族(Tracheini)种数最多,Aphanisticini族种数次之;从属级水平分析,潜吉丁属种类最为丰富,但世界分布种类较多的Brachys、Lius等13属潜叶吉丁在我国仍未见报道。大部分潜叶吉丁为专食性或寡食性,极少种类为广食性。潜叶吉丁的寄主植物多达59科130属,其中豆科(15属)、蔷薇科(11属)、大戟科(7属)为主要寄主植物。不同潜叶吉丁的寄主范围差异明显:在族级水平,潜吉丁族寄主范围最广泛,而Paratracheini、Xyroscelidini族寄主植物种类最少。不同寄主植物上潜叶吉丁多样性不同,其中禾本科和桑科植物上的潜叶吉丁种类最多,各有4属。潜叶吉丁成虫与幼虫的食性差异较大,成虫的取食范围往往较幼虫广。潜叶吉丁的寄主中有许多经济作物,如甘蔗、大豆、葛藤、李、杏、梅、檵木等。成虫和幼虫的大量取食,可能影响作物生长,造成较大经济损失。而有些专食性潜叶吉丁,可作为生防因子,用于控制杂草。采用Bellamy CL的吉丁分类系统,基于现有的潜叶吉丁文献资料和野外采集记录,整理统计了江西潜叶吉丁多样性。结果如下:江西潜叶吉丁有13种,其中角吉丁属6种、潜吉丁属7种;新增江西新记录种10种,其中潜吉丁6种、角吉丁3种,以及待定种3种;完善了潜叶吉丁幼期(卵、幼虫、蛹)的形态、生物学、寄主植物及分布信息;比较了潜吉丁属与角吉丁属蛹形态特征;对7个潜叶吉丁属的幼虫形态特征进行比较,制定了基于幼虫形态的12种潜叶吉丁的分类检索表。分析了45份吉丁样品的核糖体18S rDNA、28S rDNA基因序列及线粒体COI基因序列,基于单个基因标记及联合基因序列构建系统发育树。结果表明:核基因序列存在GC碱基组成偏向性,而线粒体基因序列为AT碱基偏向性;碱基替换指数在P=0.000的情况下,Iss<Iss.c(0.2111<Iss<0.3177,0.725<Iss.c<0.808),表明各序列皆未达到饱和;系统发育树拓扑结构大体一致:窄吉丁亚科类群为单系群,并与星吉丁亚科、筒吉丁亚科明显分开;江西常见潜叶吉丁类群分为2部分,即潜吉丁属和角吉丁属,两者聚为一大支且明显与其它属分开。潜叶吉丁种类丰富,寄主植物广泛,但系统研究较少。本文补充了多种潜叶吉丁的幼虫、蛹期形态及生物学信息,可为潜叶吉丁害虫防治提供科学依据。基于单基因序列和联合基因序列辅助区分潜叶吉丁相似种,探讨吉丁虫科各类群的亲缘关系,可为研究潜叶吉丁的分类鉴定、系统发育、食性分化和起源进化奠定基础。
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