中国毒隐翅虫亚族系统分类及酮基合酶基因的研究

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1、西南大学博士学位论文中国毒隐翅虫亚族系统分类及酮基合酶基因的研究姓名：刘志萍申请学位级别：博士专业：农业昆虫与害虫防治指导教师：王进军20120602中文摘要毒隐翅虫亚族Paede血a隶属于鞘翅目Coleoptera，隐翅虫科Staphylillidae，毒隐翅虫亚科Paeder协ae，分布于除南极洲外的世界各地，是农业害虫的重要天敌。毒隐翅虫素(Pederm)是由聚酮合酶(p01yketidesynthase，PKS)合成的一种昆虫内毒素，具有强烈的抗肿瘤、抗病毒活性，是目前治疗肿瘤的“候选药物”之一，研究其生物合成一直是该领域的热点之一。目前对毒隐翅虫亚族昆虫的分类学研

2、究多以传统的外部形态为主，而关于其分子系统学的研究鲜见报道，而且亚族下各分类单元之间的系统发育关系也刁i清楚。因此本论文在传统分类学研究的基础上，依据线粒体COI、COII基因序列，分析了中国毒隐翅虫亚族的系统发育关系。此外，针对PKS的保守区域：酮基合酶(Ketosymhase，KS)设计简并引物，扩增了约1000bp的KS基因片段，推测了该基因的功能，完善了Pederill的生物合成路径。经过近四年的研究，获得以下主要结果：1．分类学研究及区系分析本论文共记述中国毒隐翅虫亚族Paederilla4属45(亚)种，其中包括1新种：勐养毒隐翅虫砌e沈例smP，z∥口馏P，z

3、s括sp．noV．，1云南省新纪录种：黑足毒隐翅虫Rzg沈朋s，，zP舷mp螂ErichSon，1840；补充了其它43(亚)种的外部形态特征描述；依据基毒隐翅虫凡e如，^螂co嬲凰Fauvel，1895的触角后部各节和胫节黑色、阳茎原始等特征将其归入原毒隐翅虫亚属砌P如r螂(却以P沈删s)Schee印eltz，1957。分析讨论了毒隐翅虫亚族在中国动物地理区划中的分布情况。结果表明毒隐翅虫亚族在我国以单纯的东洋界成分为51．11％，占绝对优势。在七个动物地理区划中，各区占有的种类数差异较大，以华中区种类最为丰富，分布25种，占我国已知种类的55．56％，其次为华南区和西南

4、区。华南区单区分布种最多，为12种，占我国己知种类的26．67％。中国特有种较为丰富，达26种，占我国已知种类的57．78％，华中区分布17种，华北区为7种，华南区为6种、西南区5种、青藏区为6种和蒙新区3种。地区特有种共16种，其中华中区和华南区各6种，西南区、华北区、蒙新区和青藏区各1种，东北区无地区特有种。2．分子系统学研究利用线粒体COI、COII基因的通用引物，从14种毒隐翅虫中分别扩增出了约800bp的COI基因和约700bp的coII基因。将扩增产物测序并手动切除引物后经BLAsT比对，发现coI基因与GellBank中亲缘关系最近的序列同源性为82％．96％

5、；cOII基因与亲缘关系最近的序列同源性为78％一82％，可确定扩增产物即为目的片段。利用鼢舢P木4．Obeta10对COI、COII基因进行同质化检验，P—O．89，表明二者为同质性样品，可进行联合分析。本论文基于COI、COII和COI+COII西南大学博士学位论文基因对毒隐翅虫属昆虫进行了分子系统学研究。经系统发育信号检测，发现COI、COII基因中当遗传距离小于O．88时，转换与颠换同遗传距离有很好的线性关系；当遗传距离大于0．88时，颠换趋于饱和，而转换与遗传距离仍有很好的线性关系；COI+COII基因中转换与颠换未达到饱和，均与遗传距离呈很好的线性关系，表明本数

6、据拥有较强的系统发育信息，而非随机数据。对COI、COII、COI+CoII基因进行碱基序列组成分析，发现T、C、A、G碱基平均含量分别为35．9％一37．1％、15．3％一15．5％、32．4％-33．6％、14．8％一15．1％，密码子在第一、二、三位上的A+T平均含量为64．5％．68．2％、66．9％-75．8％、68．5％一73．2％，表明密码子使用频率存在明显的偏A+T性，此偏倚性在密码子各位点基本保持一致；COI、COII、COI+COII基因颠换数均高于转换数，S／V在O．43．0．60间，密码子不同位点处转换与颠换比例基本一致。对COI、COII、COI+

7、COII基因分别采用相邻连接法(NJ)、最小进化法(ME)、最大简约法(MP)构建系统发育树，显示COI+COII基因与COI基因构建的树基本一致，本论文主要采用置信度最高的联合基因COI+COII构建的系统发育树进行分析。以毒隐翅虫族的一种胁m日Po砌坩“sp砌e力和前角隐翅虫亚科的一种彳彪。幽以朋6愆v功P刀船如GraVenhorst，1806为外群，发现背齿毒隐翅虫亚属RzP如删s(G胛以砌叩以P沈r螂)ch印i11，1927为单系群；矛毒隐翅虫亚属砌P比r淞(_砌仞印口P比M)Sche唧eltz，1957可