部分拟步甲线粒体16S rDNAT 18S rDNA基因序列与分子系统学研究

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拟步甲是鞘翅目的大型类群之一,全世界已知12个亚科100多族1500多属约25000种。长期以来,世界范围内对该科的分类研究和系统发育关系的推断主要依据外部形态特征,不少学者从不同角度探讨该科昆虫在鞘翅目中的分类地位并揭示其与近缘科之间的关系,提出了亚科和族的分类系统;尤其上世纪70年代以来,零星报道了有关分子生物学研究成果,但对于这个庞大类群来说,由生物大分子核酸方面提出系统发育关系的推断还缺少大量强有力的、具有重要证据性的工作。针对这种情况,本文以部分拟步甲为研究对象,力图应用线粒体16S rDNA和18S rDNA的基因序列数据,对不同类群和不同种的DNA分子的差异性进行初步分析,以期从分子水平上阐述其系统进化关系,为今后科学评价现有分类体系积累工作和提供依据。本文得到的初步结论如下: 1.首次使用线粒体16S rDNA和18S rDNA序列分析技术分别测定了中国10族20种、10族10种拟步甲的基因序列,并对靶序列进行排序、比较和分析,计算核苷酸组成、变异位点和DNA序列差异,构建了分子系统进化树,确定了各类群之间的系统关系,验证了宏观形态分类学结果。表明分子学研究结果与传统的经典分类学研究结果基本一致。 2.研究结果表明,线粒体16S rDNA基因序列分析方法和分析结果直接反映被试分类单元的遗传物质的差异和遗传本质,是可靠的系统分类依据,可用于种类鉴别和科内各分类单元系统发育关系的确定。18S rDNA序列在拟步甲不同的族级单元表现出很高的同源性,最大差异仅为1.82%,可用于族及族以上较高阶元水平系统发育的验证,但不适合解决较低阶元的系统学问题。 3.拟步甲线粒体16S rDNA和18S rDNA两种基因序列的碱基构成特点分别是:线粒体16S rDNA的A+T的含量较高,平均为73.5%,G+C的含量较低,平均为26.5%;18S rDNA的C+G的平均含量为52.4%,略高于A+T的平均含量。 4.分析了基于线粒体16S rDNA和18S rDNA基因序列分别构建的分子系统树,并与一些学者的研究结果比照,认为朽木甲与拟步甲科的其他类群的差异性较大,在系统树上均为单系分支,建议恢复其科级地位,并作为拟步甲总科的一个较原始类群看待。 5.依据部分拟步甲构建的分子系统树显示,不同分类单元之间存在比较明显的聚合度,即各族级单元,各族属级单元和各属物种均优先相聚,分子性状的界限分明。对形态学研究存有争议的类群从分子角度找出了较为合理的解释证据。 6.线粒体165 rDNA和18Sr]口NA两种基因序列的分析结果证明:拟步甲科的漠王族和漠甲族、树甲族十轴甲族十齿甲族、粉甲族十拟粉甲族十琵甲族、垫甲族+土甲族分别是亲缘关系十分相近的类群,支持传统分类的结果。
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