臭蚁亚科七属分子系统学研究(膜翅目:蚁科)

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ken_008
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臭蚁亚科Dolichoderinae隶属于膜翅目Hymenoptera蚁科Formicidae,是蚁科中较大的-个亚科,广泛分布于世界各地,主要分布在新热带区和澳洲区。全世界已记载现存臭蚁亚科种类共28属,822种(亚种)。到目前为止,中国已记载8属40余种。关于臭蚁亚科属级分类一直存在许多争议,目前国内在臭蚁亚科分子系统学方面的研究尚属空白。本研究应用分子生物学方法,采用PCR扩增,测定了臭蚁亚科7属(其中凹头臭蚁属Phidris是周善义1998年记录的中国新记录种,国内两种;因未采集到新的实验材料,不包括在本研究中)16种昆虫的线粒体COⅠ(约822bp),COⅡ(约552bp)及Cytb(约426bp)等基因序列,并以蚁亚科多刺蚁属江华多刺蚁和猛蚁亚科双刺猛蚁属聚纹双刺猛蚁为外群,Genebank下载1种Leptomyrmex unicolor相应基因片段序列。采用Clustalx1.83、 DNAstar、MEGA4、PAUP4.1、tRNAscanse1.21和MrBayesV3.1等系统发育分析软件对所得碱基序列进行了对比剪接、碱基成分、碱基替换、密码子频率、氨基酸成分、遗传距离等数据进行了分析。采用邻接法(NJ)、贝叶斯推论法(BⅠ)及最大简约法(MP),对中国臭蚁亚科昆虫进行了分子系统发育重建,讨论了臭蚁亚科属内系统发育关系,得出以下结论:1.对COⅠ、COⅡ和Cytb的基因部分片段序列组成进行统计分析,3个基因综合基因片段总长度为1801bp,其中保守位点918个,变异位点883个,简约信息位点657个,自裔位点226个。变异位点占总位点数的49.0%,简约信息位点占总位点数的36.5%。碱基T、C、A、G的组成总平均含量分别为40.0%、17.1%、33.0%、9.8%,A+T平均含量为73.0%,G+C平均含量为26.9%,都表现出A+T含量明显高于G十C含量,远高于昆虫A十T含量的平均值,反映出这3个基因在碱基组成上具有一定的A/T偏向性,这与昆虫线粒体DNA中AT含量较高的特征是一致的。这些基因片段中都含有很高的异亮氨酸(11e)、亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)及苯丙氨酸(Phe),在氨基酸含量上也表现出一定的偏向性。2. COⅠ+COⅡ+Cytb部分基因序列转换/颠换值平均为0.90,颠换略大于转换,碱基替换中颠换的发生以T与A之间为主,转换的发生以T与C之间为主。在系统发育分析前对COⅠ+COⅡ+Cytb部分基因序列进行了替换饱和性分析,结果转换和颠换的趋势线均为-条直线,不存在替换饱和现象,可以用于系统发育分析。3.对COⅠ+COⅡ+Cytb的基因部分片段序列组成进行遗传距离分析,臭蚁亚科昆虫17个个体之间最小和最大遗传距离分别为:0.038-0.329。4.采用三种方法对线粒体基因COⅠ+COⅡ+Cytb联合基因三个数据集分别构建MP, NJ,BI树,比较它们之间的差异性,结果表明所构建的分子系统发育树在拓扑结构上差异不大,最大简约法(MP)、贝叶斯推论法(BI)、邻接法(NJ)的拓扑结构基本一致,属间的进化关系明确。5.根据各种系统发育树综合得出的结果如下:1)从本研究的构建的系统发育树来看,Leptomyrmex在臭蚁亚科进化过程中的位置不确定,没能与同族的虹臭蚁属(Iridomyrmex)和凹臭蚁属(Ochetellus)聚在一起,而是与穴臭蚁属Bothriomyrmex聚在一起,与传统分类观点不一致。2)本研究所构建的系统树表明,酸臭蚁属(Tapinoma)和光胸臭蚁属(Liometopum)构成姐妹群,结果支持了过去Moreau、Ward关于这两属核基因分子学研究的结论,与Shattuck的形态学分类系统观点不一致。3) NJ、MP、BI分子系统发育树都强烈支持(狡臭蚁属Technomyrmex+(酸臭蚁属Tapinoma,光胸臭蚁属Liometopum))的系统发生关系,结果与形态学研究观点相吻合。4)从本研究的构建的系统发育树来看,虹臭蚁属(Iridomyrmex)和凹臭蚁属(Ochetellus)互为姐妹群。研究结果与传统的分类观基本一致。5)臭蚁属属内8种昆虫聚在一起独立成一支,3种不同的构树方法均保持一致。结果和过去的形态学研究观点相同,支持臭蚁属的单系起源。臭蚁属属内8种蚂蚁的系统发育关系显示为:((((((平背臭蚁D. flatidorsus,黑腹臭蚁D. taprobanae),(皱头臭蚁D.rugocapitus,费氏臭蚁D. feae)),黑可可臭蚁D. thoracicus),凹头臭蚁D. incisus),西伯利亚臭蚁D. sibiricus),毛臭蚁D. pilosus)。
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