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本论文采用PCR扩增产物直接测序的研究方法,测定了粉蛉科2亚科9属15种的16S rRNA基因序列、8属11种的cyta基因序列和8属12种的COII基因序列并对它们的亲缘关系进行初步探讨,为确定它们之间的亲缘关系提供分子生物学方面的证据,并填补国内外在此方面的空白。
对获得16S rRNA(493bp)、CytB(562bp)和COII(634bp)基因部分序列,利用ClustalXl.8、Mega3.1、PALJP4.0b10、Phylip3.65等相关分子生物学软件进行序列分析并构建系统发育树,从分子水平上对粉蛉科部分属种关系进行了研究,得到以下几点结论:
1.在不包括外群在内的所有种类的16S rRNA、CytB、COII基因序列中,A+T平均含量分别为76.7%、70.8%和71.7%,C+G平均含量为23.3%、29.2%和28.3%,表现出很强的A+T含量的偏向性。同时3个基因序列中核苷酸的替换总体表现为颠换高于转换。
2.在编码蛋白质基因CytB和COII中,不同密码子位点的核苷酸也表现出了很大的差异。密码子以A、T结尾频率较高,第三位G、C的密码子使用较少,反应出它们在密码子的使用上具有偏向性。在氨基酸的组成上,有20种氨基酸,其中丝氨酸(Ser)、亮氨酸(Ile)和苯丙氨酸(Phe)含量最高。
3.基于粉蛉科15种昆虫的16S rRNA基因片段构建的分子系统树显示:第一个聚类簇是粉蛉亚科,粉蛉属和重粉蛉属始终相聚一起,形成姊妹群,而啮粉蛉属进化速度较慢,啮粉蛉属与(粉蛉属+重粉蛉属)是姊妹群,并且有较高的自展值的支持。第二个聚类簇是囊粉蛉亚科,支持卷粉蛉属和隐粉蛉属是姊妹群的关系,但自展值比较低。瑕粉蛉属位置很不稳定。曲粉蛉属和异粉蛉属聚类在一起,囊粉蛉属位于系统树的基部,与它们构成平行的一支。通过实验可以看出,16s rRNA基因适合用于粉蛉科亚科、属级阶元的系统进化研究。
4.基于粉蛉科11种昆虫的CytB基因片段构建的分子系统树显示:粉蛉亚科的粉蛉属、重粉蛉属和啮粉蛉属构成3个平行支系,其置信值比较高。囊粉蛉亚科中的曲粉蛉属和瑕粉蛉属构成一支,其置信度达到84%,同时与异粉蛉属、囊粉蛉属和卷粉蛉属构成4个平行支系。通过实验可以看出,CytB基因较适合用于粉蛉科亚科、属级阶元的系统进化研究。
5.基于粉蛉科12种昆虫的COII基因片段构建的分子系统树显示出,COII基因不适合用来研究粉蛉科属间的系统发育,更适合做为区分近似种的有效的分子遗传标记。