竹子叶蝉是取食为害竹子的叶蝉类昆虫的通称,很多种类已成为竹子的重要害虫。本文对中国西南地区竹子叶蝉的物种多样性及DNA条形码进行了系统的研究,主要内容包括:收集西南地区竹子叶蝉标本,进行分类鉴定,摸清该地区竹子叶蝉的物种资源;发现新的分类阶元,并进行描记、绘图、拍照;在定点调查的基础上,开展竹子叶蝉的物种多样性和生态位研究;开展主要基于COI等基因序列的DNA条形码研究,初步构建竹子叶蝉的DNA条形码数据库;基于DNA条形码对竹子叶蝉重要属的系统发育关系和部分属、种的分类地位进行了研究和分析。主要研究结果如下:1.分类研究通过野外采集和对馆藏标本的系统整理,共鉴定出中国西南地区竹子叶蝉60属117种,其中包括3新属、9新种,首次发现3种叶蝉取食为害竹子。列出了西南地区现有117种竹子叶蝉的名录、地理分布、寄主植物,详细描记了发现的新属、新种和首次报道取食为害竹子的种类,并提供了新属、新种和首次报道取食为害竹子种类的主要形态特征图和数字图像,编制了分亚科、分属和分种检索表。新的分类单元如下:新属(3个):刺板叶蝉属Spiniplateusgen.nov.、尾突叶蝉属Caudasubita gen.nov.粪竹叶蝉属Parabambusanagen.nov.。新种(9个):叉茎柔突叶蝉Abrus furcatus sp.nov.、古林箐竹叶蝉Bambusana gulinqingensis sp.nov.、无突类竹叶蝉Parabambusana caudatasubito sp.nov.、四斑尾突叶蝉Caudasubita quatturmacula sp.nov.、双尾突叶蝉 Caudasubita geminus sp.nov.、海南额垠叶蝉Mukariaha hainanensis sp.nov.、云南刺板叶蝉Spiniplateus yunnanensis sp.nov.、宽阔水刺板叶蝉Spiniplateus kuankuoshuiensis sp.nov.、黄边冠隐脉叶蝉Nirvana flavoracoromam sp.nov.。2.贵州省竹子叶蝉物种多样性与生态位研究2017年5月至10月,对贵州省6个代表性地点(黔东北宽阔水;黔中贵阳、龙里;黔南斗篷山;黔东南雷公山;黔西北威宁)竹子叶蝉物种多样性和生态位进行为期6月的定点调查,采集竹子叶蝉标本2000余号,经鉴定,共7亚科40属72种。物种丰富度分析结果表明,角顶叶蝉亚科Deltocephalinae共39种(占比为54.16%),横脊叶蝉亚科Evacanthinae共10种(占比为13.89%),大叶蝉亚科Cicadellinae共8种(占比为11.11%),小叶蝉亚科Typhlocybinae共7种(占比为9.72%),离脉叶蝉亚科Coelidiinae共4种(占比为5.56%)、圆痕叶蝉亚科Megophthalminae共3种(占比为4.17%)和叶蝉亚科Iassinae共有1种(占比为1.42%)。在类群数量上,角顶叶蝉亚科占总数量的50.09%;小叶蝉亚科占42.13%;大叶蝉亚科占3.88%,三个亚科占昆虫总数量的90%以上,贵州省竹子叶蝉的优势类群为角顶叶蝉,优势种为叉突平额叶蝉Flatfronta pronga,其次为缅甸安小叶蝉Anaka burmensis。各样带竹子叶蝉群落多样性指数和均匀度指数大小依次为:宽阔水(多样性指数为2.398、均匀度指数为0.935)>雷公山(多样性指数为2.189、均匀度指数为0.913)>斗篷山(多样性指数为2.158、均匀度指数为0.899)>花溪公园(多样性指数为1.549、均匀度指数为0.673)>龙架山(1.440、0.804)>黔灵山(多样性指数为1.332、均匀度指数为0.744)>龙洞堡森林公园(多样性指数为1.290、均匀度指数为0.719)>长坡岭森林公园(多样性指数为0.765、均匀度指数为0.393),宽阔水和雷公山竹类叶蝉科昆虫群落多样性指数相对最高,且其物种丰富度指数也最高,竹类叶蝉科昆虫群落物种数量多而个体数量相对较少,昆虫群落的构成复杂,相对其他样带来说更加稳定。贵州省竹类叶蝉科昆虫群落中各种优势类群的生态位宽度指数均较高,并且存在一定的差异,其中以角顶叶蝉亚科的生态位宽度指数最高(时-空生态位宽度为12.121),圆痕叶蝉亚科昆虫的最低(时-空生态位宽度为为1)。各昆虫类群之间都存在生态位的重叠,其中部分优势类群的生态位重叠指数和生态位相似性比例高,说明这些类群在对时空资源的利用方面出现了偏嗜,有可能存在竞争关系。3.西南地区竹类叶蝉DNA条形码研究在本研究中,共获得用于DNA条形码研究的2000余号标本,涉及40属,72种,选取竹子叶蝉28属46种约140余样本进行DNA提取及PCR扩增,共选取2个基因片段:COI和16SrDNA,成功获得COI序列64条,16SrDNA序列75条,利用依赖于DNA barcoding gap的距离法、条形码间隙自动检索方法ABGD和Klle-diagram矢量分析等方法,对竹子叶蝉物种水平的类群进行鉴定,初步确定竹子叶蝉DNA条形码的适用备选基因片段是COI基因序列片段,经验证其可行性较16SrRNA基因片段高。结果表明,竹子叶蝉的属间遗传距离为0.161-0.341,种间遗传距离为0.063-0.136,种内遗传距离为0.00-0.013。竹子叶蝉条形码COI基因序列长567bp,其碱基序列组成中共检测出206个保守位点,363个变异位点,339简约信息位点,24个自裔位点,8个插入与缺失位点。COI基因序列中的碱基T、C、A、G含量分别是38.0%、17.5%、30.2%、14.3%,有明显的A+T偏向性。本研究获得COI基因序列64条(上传GenBank20条),初步构建了竹子叶蝉28属46种的DNA条形码数据库。4.基于DNA条形码的竹子叶蝉部分属间系统发育分析基于DNA条形码COI基因序列,以蜡蝉总科飞虱科的小头飞虱属Malaxella作为外群,对竹子叶蝉28个属的属间系统发育关系进行了初步分析。结果表明,28个属分为大的4支:其中((((额垠叶蝉属Mukaria+新痕叶蝉属Neomohunia)+金叶蝉属Bambusimukaria)+柔突叶蝉属Abrus+刺板叶蝉属Spiniplateus)+((平额叶蝉属Flatfronta+颜脊叶蝉属Xenovarta)+木叶蝉属Phlogotettix))共同聚为一支,构成最为进化的一支位于树的端部,(额垠叶蝉属Mukaria+新痕叶蝉属Neomohunia)与金叶蝉属Bambusimukaria亲缘关系最近,彼此互相形成姐妹群,这一支为角顶叶蝉亚科;卡西亚长头叶蝉属Bumizana和窄头叶蝉属Batracomorphus均各自单独聚为一大支,成为树的第二大支,即铲头叶蝉亚科和叶蝉亚科合并为一支;((窗翅叶蝉属Mileewa+条大叶蝉属Akinsoniella)+凸唇叶蝉属Erragonalia)+(带叶蝉属Scapoideus+竹叶蝉属Bambusana))聚为一支;安小叶蝉属Anaka单独聚为一支;位于系统发育树根部。竹子叶蝉属间大部分聚类结果按亚科的形式分支,但是也有一些属并未按亚科聚在一起,可见竹子叶蝉条形码COI基因片段对其属间系统发育关系重建效果并不太理想。5.基于DNA条形码的存疑属、种的厘定基于DNA条形码COI基因序列,将额垠叶蝉属近缘种腹突痕叶蝉Mohunia introspina、叉突平额叶蝉Flatfronta pronga和峨眉条背叶蝉Tiaobeinia emeiensis共以及飞虱科四刺小头飞虱Malaxella tetracantha和飞虱科黄小头飞虱Malaxella flava共同作为外群,对该属的白斑额垠叶蝉Mukariaalbinotata、黑额垠叶蝉M nigra、黄褐额垠叶蝉M.estacea、斑翅额垠叶蝉M.maculata、李氏额垠叶蝉M.lii、竹额垠叶蝉M.bambusana、白足额垠叶蝉M.pallipes7种额垠叶蝉,共14样本,14条序列进行了系统发育初步分析。结果表明,额垠叶蝉属系统发育分析表明该属共分为两大枝:最进化一支为((竹额垠叶蝉M.bambusana+黄褐额垠叶蝉M.testacea)+白足额垠叶蝉M.pallipes);较原始的一支为(李氏额垠叶蝉M.lii+(白斑额垠叶蝉M.albinotata+(斑翅额垠叶蝉M.maculata+黑额垠叶蝉M.nigra)))。这表明该属并非单系,系统发育树的两分支正好为单性孔类和双性孔两类:前一支为单性孔类,后一支为双性孔类。该属这两支系关系互为姊妹群关系,其雄性外生殖器为双性孔类的物种相对更为原始。鉴于额垠叶蝉属的分子系统发育结果分支形式,建议额垠叶蝉属部分种地位调整,将单性孔类一支的物种另置新属。在柔突叶蝉属的厘定中选取叉突平额叶蝉Flatfronta pronga为外群为外群,对该属的安龙柔突叶蝉Abrusanlongensis;短茎柔突叶蝉A.brecis;锥尾柔突叶蝉A.coneus;习水柔突叶蝉A.xishuiensis;道真柔突叶蝉A.daozhenensis5物种,共5样本,5条序列进行了系统发育初步分析。结果表明,柔突叶蝉属Abrus系统发育树结果中,道真柔突叶蝉A.daozhenensis和习水柔突叶蝉A.xishuiensis亲缘关系最近聚为一支。并且,短茎柔突叶蝉A.brvis和锥尾柔突叶蝉A.coneus位于较根部,其中(道真柔突叶蝉A.,daozhenensis+习水柔突叶蝉A.xishuiensis)与安龙柔突叶蝉A.anlongensis 形成姐妹群关系,而((道真柔突叶蝉A.daozhenensis+习水柔突叶蝉A.xishuiensis)+安龙柔突叶蝉A.anlongensis)共同聚为一支,与(锥尾柔突叶蝉A.coneus+短茎柔突叶蝉A.brevis)亲缘关系较远。结合形态学中道真柔突叶蝉和习水柔突叶蝉的相似性,认为这两种为同一物种。竹叶蝉属的厘定中,加入其近缘属的双斑拟竹叶蝉Bambusananus bipunctatus、李氏拟竹叶蝉Bambusananus lii、斑翅拟竹叶蝉Bambusananus maculipennis及叉突平额叶蝉Flatfrontapronga共同为外群。对该属的模式竹叶蝉Bambusana bambusae、佛坪竹叶蝉B.fopingensis及片突竹叶蝉B.biflaka6物种共13样本,13条序列进行了系统发育初步分析。结果表明,竹叶蝉属Bambusana系统发育表明,模式竹叶蝉B.bambusae以及佛坪竹叶蝉B.fopingensis较原始,且佛坪竹叶蝉比模式竹叶蝉更原始,而片突竹叶蝉B.biflaka和其近缘属的斑翅拟竹叶蝉Bambusananus maculipennis 亲缘关系更近,综合其遗传距离和形态学特征,认为目前的竹叶蝉属和拟竹叶蝉属Bambusananus单系性并不明确,有待进一步考证,建议将该种移出竹叶蝉属。