【摘要】：粉蚧科Pseudococcidae昆蟲屬于半翅目Hemiptera蚧次目Coccomorpha,以吸食植物汁液為食。該科是蚧次目的第二大科,包括270余屬2000余種,因其體型微小、生活隱蔽、繁殖力強,給農林生產帶來巨大威脅,并且許多種類是世界性的檢疫害蟲。然而粉蚧形態(tài)鑒定困難,加之口岸截獲的粉蚧多為若蟲無法鑒定,所以需要一種快速有效的鑒定方法來輔助形態(tài)分類,比如DNA條形碼技術。經(jīng)典生物防治項目往往依賴�；愿叩淖匀惶鞌澄锓N,所以了解寄生蜂的寄主�；灾陵P重要。長索跳小蜂屬Anagyrus是粉蚧生物防治應用最成功的的類群,然而,鮮有研究探討擬寄生蜂(長索跳小蜂)與其昆蟲寄主(粉蚧)的協(xié)同進化關系。本研究首先以COI(線粒體DNA細胞色素C氧化酶亞基I)和28SD2D3(核糖體大亞基D2-D3擴展區(qū))為分子標記,評估其在粉蚧科昆蟲鑒定中的效率,并將DNA條形碼技術應用到槭樹綿粉蚧復合種的鑒定上;其次,運用協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育的方法分析長索跳小蜂屬同其蚧蟲寄主的相互作用關系,以期了解寄生蜂的分化過程,結果如下:(1)中國粉蚧科昆蟲的DNA條形碼研究。以來自中國49個地點的23屬54種粉蚧246個個體為研究對象,運用距離法(Best close match,BCM)、進化樹法(NJ樹)和特征法(BLOG)來檢驗COI和28S兩個分子標記對粉蚧科昆蟲的鑒定效率。結果表明,在COI數(shù)據(jù)集中,所有的物種在NJ樹上均形成獨立且具有高支持率的進化分支,BLOG可以檢測到區(qū)分所有物種的特征組合,基于距離法和特征法的鑒定成功率為94.12-99.5%。在28S數(shù)據(jù)集中,除了柑橘臀紋粉蚧Planococcus citri、大洋臀紋粉蚧P.minor和日本盤粉蚧Coccura suwakoensis,其他粉蚧物種均能在NJ樹上形成高支持率的獨立分支,BLOG能夠在每種粉蚧中發(fā)現(xiàn)特有的特征組合,用BCM和BLOG檢測其鑒定成功率為98.75-100%。COI數(shù)據(jù)集的種內遺傳距離分別為0-3.54%,種間遺傳距離為1.96-21.90%,而28S的種內、種間遺傳距離分別為0-3.55%、0.27%-33.36%,雖然種內遺傳距離和種間遺傳距離存在重疊,但每個物種與姐妹群的種間距離均大于最大種內距離,因此能夠實現(xiàn)對物種的準確鑒定。而基于COI基因的PTP分析在遠東安粉蚧Antonina tesquorum,鶴虱黑粉蚧Atrococcus paludinus和一種蟻粉蚧Formicococcus sp.三個物種當中產生了更多的MOTUs,其中鶴虱黑粉蚧的28S序列具有3.55%的種內遺傳分化,表明這個物種存在隱存種。該結果表明COI和28S基因不僅能高效準確地鑒定粉蚧科昆蟲,還可以快速地識別隱存種。此外,粉蚧科昆蟲DNA條碼數(shù)據(jù)庫的建立為檢疫部門通過序列比對快速鑒定有害粉蚧提供了便利。(2)槭樹綿粉蟻種團Phenacoccus aceris species-group的整合分類。槭樹綿粉蚧P.aceris(Signoret)是一種全北區(qū)常見的多食性害蟲,其與一些近緣種的分類地位一直存在爭議。本研究以17個采集點的116頭標本為研究對象,利用分子(COI-5',28SD2D3,EF-1α)和形態(tài)(腹臍數(shù)量、寬度和管腺在頭胸背板的分布格局)數(shù)據(jù)對該類群進行識別�；诜肿訑�(shù)據(jù)的分析獲取4個高支持率的分支(用PACE1,2,3,4表示),基于此,本研究重新評估了腹臍數(shù)用于槭樹綿粉蚧種團鑒定的效用。在PACE1,PACE2和PACE4中均發(fā)現(xiàn)存在腹臍數(shù)的變異,PACE1的變異范圍為1-3,PACE2的為3-4,PACE4的為3-5。該結果表明單獨以腹臍數(shù)不適合槭樹綿粉蚧種團的區(qū)分。但是,PACE3的所有檢視標本有5個腹臍并且第1個的寬度超過第3個寬度的1/3,表明這是一個顯著的分類特征。并且背管腺在頭胸部的分布格局能將PACE2和PACE4區(qū)分開。此外,形態(tài)鑒定為槭樹綿粉蚧的標本包含3個沒有寄主偏好的隱存種(PACE2,3,4),這3種在分子和形態(tài)上不同于法國(模式產地)的槭樹綿粉蚧,很有可能代表新的物種�；贑OI基因的單倍型網(wǎng)絡分析發(fā)現(xiàn),我國北方的白蠟樹和花椒樹同時被多個槭樹綿粉蚧種團成員為害,原先根據(jù)寄主植物進行鑒定的做法是有誤導性的,并且該種團在分類上的混亂很有可能是由于這種混生造成的。(3)長索跳小蜂屬與蚧蟲寄主的協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育研究。從50批次(占總2600余批次蚧蟲樣本的1.9%)樣本中獲得長索跳小蜂標本。形態(tài)鑒定為21種蚧蟲(20種粉蚧,1種氈蚧),18種小蜂。以177個長索跳小蜂標本為研究對象,獲取COI和28SD2序列構建系統(tǒng)發(fā)育樹,物種界定(GMYC,同域標準,單系性)識別出23個假定種,在5個形態(tài)種中發(fā)現(xiàn)隱存種,其中,Anagyrussimlaensis和An.rugas各自被分為兩個寄主�；募俣ǚN,表明這些類群中存在潛在的寄主專化性。此外,利用TreeMap和Jane4探討其與寄主的協(xié)同進化關系�；赥reeMap的分析表明長索跳小蜂同其寄主的系統(tǒng)發(fā)育樹并不完美的匹配�；贘ane4的協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)在三種代價模型中蚧蟲和小蜂都能顯著擬合,并且分選事件和寄主轉移事件的數(shù)量最多,表明這兩個進化事件在跳小蜂分化中扮演著重要的角色。
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３）通過飼養(yǎng)、形態(tài)和分子鑒定，結合寄主信息，檢測四突跳小蜂亞科寄生蜂中逡逑是否存在寄主�；碾[存種，并且同文獻記載寄主信息比較來檢驗該亞科是多食性寄逡逑生蜂的假說；逡逑４）在３）的研宄基礎上，選取代表屬長索跳小蜂屬Ｘｗｆｌｇｖｍｓ■及其寄主，進行協(xié)逡逑同系統(tǒng)發(fā)育分析，探討兩個類群的相互作用關系。逡逑１．４．邋２．研宄目的與意義逡逑鑒于粉蚧重要的經(jīng)濟意義以及形態(tài)鑒定的困難，建立我國粉蚧科昆蟲ＤＮＡ條形逡逑碼數(shù)據(jù)庫，可以使植物檢疫人員通過簡單的序列比對快速準確地獲取物種信息，對預逡逑防有害粉蚧的入侵和擴散、保護我國農業(yè)生產和生態(tài)安全提供基礎。逡逑通過大量采集飼養(yǎng)寄生蜂，可以準確獲取這類天敵的寄主信息，填補許多種類的逡逑生物學空白。并且，通過分子鑒定發(fā)現(xiàn)潛在寄主�；募纳錇樯锓乐翁峁┮环N新逡逑的可能性。如果證實四突跳小蜂亞科（包括長索跳小蜂屬）的�；猿潭群芨�，對于逡逑生物防治來說將是一個好消息，因為成功的生物防治案例往往需要寄主專一的寄生性逡逑天敵。此外，探討寄生蜂同寄主的協(xié)同進化關系，能為物種形成、寄生關系多樣化研逡逑宄提供素材和依據(jù)。逡逑邐

邐中國粉蚧科昆蟲的分子鑒定邐逡逑新開發(fā)出用于區(qū)分進化樹上種群和物種形成事件的方法。該模型的基本假設是分支上逡逑的每一個堿基替換都有小的概率造成物種形成，并且物種間的替換數(shù)要明顯高于物種逡逑內的替換數(shù)。相應的分析在其ｂＰＴＰ網(wǎng)絡服務器（ｈｔｔｐ：／／ｓｐｅｃｉｅｓ．ｈ－ｉｔｓ．ｏｒｇ／）上進行，最逡逑大似然樹作為輸入文件進行ＰＴＰ分析，其他參數(shù)選取默認值。如果外群與內群關系逡逑過遠，則將外群排除以提高物種識別。使用ｒａｘｍｌＧＵＩ邋（Ｓｉｌｖｅｓｔｒｏ＆邋Ｍｉｃｈａｌａｋ，，邋２０１２）逡逑程序里的ＲＡｘＭＬ（Ｓｔａｍａｔａｋｉｓｅｆｆｌ／．，邋２００８）方法進行最大似然分析，選取ＧＴＲＧＡＭＭＡ逡逑替代模型，通過１００次重復檢驗（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ＝１００）評估節(jié)點支持率。逡逑
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S763.35


本文編號：2680804