线粒体coi基因之田地金龟子dna条形码分析

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1、线粒体COI基因之田地金龟子DNA条形码分析第一章绪论1.1金龟子1.1.1金龟子成虫形态特征金龟子一般头部较小，后部一般都伸入前胸背板，多数种类为前口式，口器及上颚都较发达。触角鳃片状，一般由8-11节组成，多为9节或者10节，鳃片部由端部3-8节组成。后翅极其发达善于飞行，鞘翅即为前翅，也有少数种类的金龟子由于后翅退化而丧失飞行能力，只能爬行。前胸背板一般宽大于长，侧缘多少发生弧扩，多数种类伴有显著小盾片或少数种类小盾片缺失。足为开掘式，前足胫节外缘带齿，跗节共5节，个别种类有4节或3节。前足基

2、节窝后方一般不开口。腹部都有5-6节特别明显的可见腹板，由末背板形成的臀板一般直接露在鞘翅外或被鞘翅覆盖。各个科之间最重要一个分类依据是金龟子腹部特征。1.1.2金龟子系统学研究进展鳃角类昆虫的分类经历了从1758年林奈的《自然系统》第十版问世到现代生物分类开创，这样一个漫长的完善和积累的进程。在1848年，德国学者Erichson依据腹部气门在金龟子身体上着生的位置，将德国的金龟子分成侧气门和上气门两大类。Erichson利用腹部气门的位置来区分金龟子的理论，客观上奠定了鳃角类昆虫中黑蜕科、锹甲科

3、、金龟科三大科的分类格局。六科或七科金龟子系统在二十世纪初期被多位学者提出(Emersonetal.,1995)，这些新的分类方法一般都是将之前的金龟科拆分成更为细致的多科。之后，Paulian在1945年又提出棘角金龟科、皮金龟科、驼金龟科、金龟科、粪金龟科、锹甲科及黑蜣科的7科系统(Lial.,2004)。CrophaliaBates）主要分布于我国东北地区各地，华北大黑鰓金龟（HolotrichiaoblitaFaldermann）主要分布于华北地区等地，江南大黑鳃金龟（Holotrichia

4、sauteriMoser）在我国华北、安徽、浙江、江苏等地区都有分布（章有为，1965），这三种大黑鳃金龟一般是按照分布地区来分类，但也有部分研究人员发现三种大黑鳃金龟的分布区域有重叠区域，同时这三种大黑鳃金龟的形态上区别极小。2002年顾耘等通过试验证明了东北大黑鳃金龟与华北大黑鳃金龟为同一个种。现在又有学者提出江南大黑鳃金龟及四川大黑鳃金龟也有可能和东北大黑与华北大黑鳃金龟是同一个种。第二章利用两种不同引物扩增金龟子COI序列片段的比较研究快速兴起的DNA条形码技术将基于分子数据的物种快速鉴定，

5、推动了昆虫分类的发展（Hebertetal.,2003）。在DNA条形码的备选标记中，线粒体COI序列因为能够保证物种间具有足够变异，且又很容易被扩增，而被作为大部分动物类群的候选基因（Pfenningeretal.,2007）。Ahrens等（2007）针对金龟子类群，验证得出更适用于该类昆虫COI的特异引物，Pat(5-TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA-3)和Jerry(5-CAACATTTATTTTGATTTTTTGG-3)（Simometal.,2007），并取得较好的分类

6、效果。本试验中的四种金龟子分别为，华北大黑鳃金龟（HloltrichiaoblitaFaldermann），主要分布在东北、华北、西北等省区。成虫取食杨、柳、榆、桑、核桃、苹果、刺槐、栎等多种果树和林木叶片，幼虫危害农作物根部及幼苗。铜绿丽金龟（AnomalacorpulentaMotschulsky），除西藏、新疆外，遍及全国。成虫危害柳、榆、松、板栗、乌桕、油茶、油桐、核桃、果树、豆类等几十种树木和植物的叶部，幼虫则食害植物及苗木的根部。毛黄鳃金龟（HolotrichiatrichophoraF

7、airmaire），分布于我国长江流域及华北各省，成虫不取食，羽化时体内储有丰富的脂肪体，均是幼虫期间摄取营养物质的积累，二龄幼虫则向作物根部集中危害，主要危害夏播高粱、大豆、甘薯、谷子等，三龄幼虫则对早播麦田形成威胁，造成严重缺苗断垅。黑绒鳃金龟（SericaorientalisMotschulsky），分布于河北、山东、陕西、甘肃、宁夏、辽宁等省，成虫食性极杂，可食45科116属149种植物，包括苹果、梨、梅、葡萄、桃、李、樱桃、柿、核桃、山楂及多种农作物和牧草（魏鸿钧，1985）。这四种金龟子

8、成虫形态差异较大，相对容易鉴定，但幼虫的形态特征不明显，用常规的形态学方法鉴定困难。本研究将分别采用特异引物和通用引物来扩增4种国内常见金龟子的COI序列，以此比较两种引物对金龟子鉴定的适合性，找出可以用于金龟子分子鉴定的序列，同时也为4种金龟子幼虫的快速鉴定以及构建DNA条形码数据库奠定基础。2.1实验材料第三章农田主要金龟子成虫COI序列分析.........193.1实验材料........193.1.1供试虫源....193.1.2供试引物与试剂....203