桨角蚜小蜂属和食蚧蚜小蜂属部分种类基因序列及系统发育关系研究

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桨角蚜小蜂属和食蚧蚜小蜂属寄生蜂分别是粉虱和介壳虫的重要寄生蜂,个体微小,传统形态分类鉴定比较困难。本论文基于核糖体28S rDNA,线粒体C0Ⅰ基因序列,28S rNDA和CO Ⅰ联合基因序列对桨角蚜小蜂属和食蚧蚜小蜂属的部分种类进行了系统发育研究。采用不破坏标本的方法提取DNA,PCR扩增产物并对核糖体28S rDNA和线粒体CO Ⅰ基因序列进行测序,以花翅蚜小蜂Marietta montana作为外群,采用ClustalX (version1.83)、MEGA6.05PAUP4.0、 MrModeltest2.3、DAMBE.MrBayes3.2等软件对基因序列进行处理分析,结果采用邻接法(NJ)、最大似然法(ML)、贝叶斯法(BⅠ)构建系统发育树,得出以下结论:1.桨角蚜小蜂28S rDNA基因序列的G+C的碱基含量60.3%(不含外群),高于A+T的碱基含量39.7%,表现出明显的G+C的碱基偏向性;COⅠ基因序列A+T的碱基含量76.2%,明显高于G+C的碱基含量23.8%,表现出明显的A+T的碱基偏向性,所以核基因28S rDNA与线粒体CO Ⅰ基因的碱基构成有明显的区别;28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列A+T的碱基含量56.5%,高于G+C的碱基含量43.5%,表现出A+T的碱基偏向性。食蚧蚜小蜂的28S rDNA基因序列的G+C的碱基含量58.8%,高于A+T的碱基含量41.2%,表现出G+C的碱基偏向性;CO Ⅰ基因序列的A+T的碱基含量70.4%,明显高于G+C的碱基含量29.6%,表现出明显的A+T的碱基偏向性;28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列的G+C的碱基含量51.6%,高于A+T的碱基含量48.4%,表现出略微的G+C碱基偏向性。所以食蚧蚜小蜂的核基因28S rDNA与线粒体基因的碱基构成也存在明显的区别。2.桨角蚜小蜂28S rDNA的转换的频率是颠换的1.73倍(不含外群),转换大于颠换,转换主要发生在T与C之间,颠换主要发生在T与G之间;CO Ⅰ的转换的频率是颠换的0.60倍,转换小于颠换,转换的发生主要在T与C之间,颠换的发生主要在T与A之间;28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列的转换的频率是颠换的1.01倍,即转换与颠换的频率几乎一致。食蚧蚜小蜂28S rDNA的转换的频率是颠换的1.25倍,转换大于颠换,转换的发生主要在T与C之间,颠换的发生主要在A与T之间;CO Ⅰ的转换的频率是颠换的0.44倍,转换明显小于颠换,转换的发生主要在A与G之间,颠换的发生主要在T与A之间;28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列转换的频率是颠换的0.93倍,转换的发生主要在C与T之间,颠换的发生主要在T与A之间。3.桨角蚜小蜂的28S rDNA的遗传距离在0.000-0.098之间,CO Ⅰ基因的遗传距离在0.000-0.156之间,28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列的遗传距离在0.001-0.124之间,序列之间相当保守。食蚧蚜小蜂的28S rDNA的遗传距离在0.000-0.183之间,CO Ⅰ基因的遗传距离在0.000-0.173之间,28S rDNA和COⅠ联合基因序列的遗传距离在0.000-0.162之间,序列之间也是很保守的。4.在DAMBE进行的碱基替换饱和性检测各类数据均未达到饱和,说明可以重建系统发育树。桨角蚜小蜂属和食蚧蚜小蜂属的基于28S rDNA基因序列构建的三种系统树拓扑结构基本一致,基于CO Ⅰ基因序列构建的三种树的拓扑结构存在差别,桨角蚜小蜂属的系统树的拓扑结构的差别主要是Eretmocerus portoricensis的聚类位置不同,而食蚧蚜小蜂属的系统树的差别是Coccophagus sp.的聚类位置不同。本研究结合形态特征和基于28S rDNA基因序列、线粒体CO Ⅰ序列、28S rNDA和CO Ⅰ联合基因序列的分子手段综合分析桨角蚜小蜂属和食蚧蚜小蜂属的系统发育关系,旨在为传统形态分类提供分子依据。本研究中桨角蚜小蜂属的NJ树和BI树将各物种完全分开,并且在各树中基于28S rDNA和CO Ⅰ联合基因序列构建的系统树置信值高于这两种基因序列分别构建的系统树,达到了分子鉴定的目的。在食蚧蚜小蜂属的各树中,BI树的置信值高于其他两种树,并且基于28SrDNA基因序列构建的BI树的置信值最高,整个树型最接近形态分类的结果,但是所有系统树均未将Coccophagus hawaiiensis从Coccophagus japonicus中分离出来,原因可能是选取的目的基因片段不能代表二者的基因差异。因此,基于形态特征分类,并结合分子分类,是对物种进行正确鉴定的更有效的方法。
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