基于COI基因的摇蚊亚科部分属的系统发育分析(双翅目：摇蚊科)

第３５卷第３期　２０１５年７月　天津师范大学学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．３５　Ｎｏ．３　

Ｊｕ１．２０１５　

文章编号：１６７１—１　１　１４（２０１５）０３—０００７—０５　基于ＣＯ１基因的摇蚊亚科部分属的系统发育分析　（双翅目：摇蚊科）　

姜　丽　，闫　娇　，王婷婷　，郭　琴　，王新华　，闰春财　（１．天津师范大学ａ．生命科学学院，ｂ．天津市动植物抗性重点实验室，天津３００３８７；　２．南开大学生命科学学院，天津３０００７１）　

摘要：测定２３种摇蚊亚科摇蚊线粒体ＣＯ１基因的部分序列，并结合从ＧｅｎＢａｎｋ下载的２５种该亚科摇蚊同源序列　进行分析，研究摇蚊亚科物种的分类和系统进化关系．运用ＭＥＧＡ５．１构建的邻接法（ＮＪ）和最大简约法（ＭＰ）系统发育　树表明：多足摇蚊属复合体中的斑摇蚊属、倒毛摇蚊属、内摇蚊属、明摇蚊属聚在一支，亲缘关系较近；狭摇蚊属单独　聚为一支；长跗摇蚊属群中的大部分属的亲缘关系也较近；哈摇蚊属群仅有部分属聚在一起，均与基于形态学的系统　发育研究结果一致．　关键词：摇蚊科；摇蚊亚科；线粒体Ｃ　基因；系统发育分析　中图分类号：Ｑ９６９　文献标志码：Ａ　

Ａ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ　ｆｏｒ　ｓｏｍｅ　ｇｅｎｅｒａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｂｆａｍｉｌｙ　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎａｅ　（Ｄｉｐｔｅｒａ：Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｄａｅ）ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　ｏｘｉｄａｓｅ　Ｉ　ｇｅｎｅ　

ＪＩＡＮＧ　Ｌｉ　，ＹＡＮ　Ｊｉａｏ　，ＷＡＮＧ　Ｔｉｎｇｔｉｎｇ　，ＧＵＯ　Ｑｉｎ　，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｈｕａ　，ＹＡＮ　Ｃｈｕｎｃａｉ　（１ａ．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＬｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｌｂ．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＡｎｉｍａｌ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｔ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８７，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＬｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｋａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００７１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎａｅ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐａｒｔｉａｌ　ｓｅ　ｑｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ　ＣＯＩ　ｇｅｎｅ．Ｔｈｅ　ｇｅｎｅ　ｆｒａｇｍｅｎｔｓ　ｏｆ　２３　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ａｎｄ　２５　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｏｗｎｌｏａｄｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ＧｅｎＢａｎｋ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｔａｘｏｎｏｍｙ　ａｎｄ　ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎａｅ．Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ－　Ｊｏｉｎｉｎｇ（ＮＪ）ａｎｄ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐａｒｓｉｍｏｎｙ（ＭＰ）ｗｅｒｅ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　ＭＥＧＡ５．１．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｔｉｃｔｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ，Ｅｎｄｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ，Ｐｈａｅｎｏｐｓｅｃｔｒａ　ａｎｄ　Ｐｏｌｙｐｅｄｉｌｕｍｎ　ｗｅｒｅ　ｓｉｓｔｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ　ｉｎ　Ｐｏｌｙｐｅｄｉｌｕｍ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ｃｏｍｐｌｅｘ．Ｔｈｅ　Ｓｔｅｎｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｇｅｎｅｒａ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｎｏｔｈｅｒ　ｂｒａｎｃｈ　ａｌｏｎｅ．Ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｅｎｕｓ　ｉｎ　Ｔａｎｙｔａｒｓｕｓ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗｅｒｅ　ｓｉｓｔｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ．Ａ　ｆｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａ　ｉｎ　Ｈａｒｎｉｓｃｈｉａ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗｅｒｅ　ｓｉｓｔｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅｓｅ　ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｄａｅ；Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎａｅ；ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ　ＣＯ１　ｇｅｎｅ；ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

摇蚊科隶属双翅目长角亚目（Ｄｉｐｔｅｒａ：Ｎｅｍａｔｏｃｅｒａ），　摇蚊科种类约占淡水湖沼生物区系的２５％，其幼虫生　物量约占底栖动物总量的７０％～８０％．由于摇蚊科昆　虫具有个体相对较大、易获得、生活习性多样、区域性　强、底栖生活等优点，因此是监测水体环境和污染状　况的优良指示生物Ⅲ．　摇蚊亚科是摇蚊科中仅次于直突摇蚊亚科的第　２大亚科，目前对摇蚊亚科的研究相对较少．摇蚊亚　科有３个族：摇蚊族（Ｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎｉ，至少６９个属）、　长跗摇蚊族（Ｔａｎｙｔａｒｓｉｎｉ，至少１６属）和伪摇蚊族　（Ｐｓｅｕｄｏｃｈｉｒｏｎｏｍｉｎｉ，至少５属）．由于形态学和核型特　征的不同造成了复杂的物种多样性和较小的属间差　

收稿日期：２０１５—０３—２２　基金项目：国家自然科学基金资助项目（３１１０１６５３，３１２７２２８４）；天津市自然科学基金资助项目（１４ＪＣＱＮＪＣ１４６００）；天津市高等学校科技发展基　金资助项目（２００９０６０８）；天津师范大学引进人才基金资助项目（５ＲＬ１０４）；天津市优秀青年教师资助计￣ｔＪ（２０１３）；大学生创新创业训　练计划资助项目（２０１５０３１）．　第一作者：姜丽（１９８９一），女，硕士研究生．　通信作者：闫春财（１９７９一），男，副教授，主要从事昆虫系统学方面的研究．　・　８　・　天津师范大学学报（自然科学版）　异，出现了基因重组和趋同进化，导致物种鉴定的难　度加大和摇蚊物种分类地位的不明确．为解决这一问　题，近年来分子系统学利用标记基因在物种分类方面　取得了一些进展．这些标记基因的特点是多态性高、　共显性遗传、选择中性、容易获得、容易操作及重复性　好．线粒体细胞色素氧化酶Ｉ基因（ＣＯ１）自２００４年以　来被广泛应用于昆虫的条形码研究翻．迄今，一个包含　超过８万种昆虫信息的数据库已经形成【３１．广泛多态　性和丰富的可用数据使ＣＯ１基因成为一个能够鉴定　物种多样性的分子系统学工具．Ｇｕｒｙｅｖ［４１第一次尝试基　于ＣＯ１的核苷酸序列和线粒体ＤＮＡ的细胞色素ｂ基　因（　６）研究摇蚊科的系统发育．然而，Ｇｕｒｙｅｖ仅利用　了几个属（Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ、Ｋｉｅｆｅｒｕｌｕｓ、Ｓｅｒｇｅｎｔｉａ、Ｐｏｌｙｐｅｄｉ—　ｌｕｍ和Ａｘａｒｕｓ）建立系统发育树来反映亚科的系统发　育关系．此后，Ｓｈａｒｍａ　Ｌ　】基于ｒＤＮＡ的，　Ｊ和ＩＴＳ２建　立系统发育树，确定了摇蚊族９个属的物种地位．　Ｅｋｒｅｍ等［６１基于线粒体ＣＯ１基因的核苷酸序列获得了　

表１实验样品来源　Ｔａｂ．１　Ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ　种名　采集地点　日期　采集人　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｓａｌｉｎａｒｉｕｓ　天津蓟县梨木台　２０１３—０４－０８闫娇　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｐｓｅｕｄｏｔｈｕｍｍｉ天津蓟县梨木台　２０１３－０４—０８姜丽　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｍｕｒａｔｅｎｓｉｓ　天津蓟县梨木台　２０１３－０４—０８姜丽　Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｐｌｕｍｏｓｕｓ　天津师范大学校园　２０１３－０５—１３姜丽　Ｃｌａｄｏｐｅｌｍａ　ｖｉｒｅｓｃｅｎｓ　天津师范大学校园　２０１３—０５—１３魏爱琪　Ｃｌａｄｏｔａｎｙｔａｒｓｕｓ　ｌｌ＇ｌｇｌｌｌ￣ＵＳ　浙江天目山　２０１２—０６—１９林峰　Ｃｒｙｐｔｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ／ｈｌｖｕｓ　浙江省丽水市云和小顺村２０１２—０７—２９林峰　Ｅｎｄｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｐｅｋａｎｕｓ浙江省金华大盘山保护区２０１２—０７—１８林峰　Ｇ　ｔｏｔｅｎｄ￣ｅｓ　ｃａｕｌ　ｎｅｌｌｕｓ浙江省丽水市遂昌九龙山２０１　１－０８—１６林峰　Ｐａｒａｔａｎｙｔａｒｓｕｓ　ｉｎｏｐｅｒｔｕｓ　浙江省千岛湖姥山岛　２０１１－０８—０９林峰　Ｓｔｉｃｔｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｐｉｃｔｕｌｕｓ湖北省罗田县青苔关　２０１４—０７—０３姜丽　Ｓｔｅｎｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｎｅｌｕｍｂｕｓ湖北省罗田县青苔关　２０１４—０７—０３姜丽　Ｔａｌｚｙｔａｌ＂ｓ１１￣ｂａｒｂｉｔａｒｓｉｓ　湖北省英山县桃花冲　２０１４—０６—２６姜丽　Ｂｅａｒｄｉｕｓ　ｒｅｉｓｓｉ沽　Ｅ省英山县吴家山民俗村２０１４—０６—２８姜丽　Ｎｅｏｓｔｅｍｐｅｌｌｉｎａ　ｓｐ．　湖北省英山县张家嘴镇　２０１４—０６—２７姜丽　Ｍｉｃｒｏｐｓｅｃｔｒａ　ｓｕｂｌｅｔｔｅｏｒｕｍ浙江省义乌市稠城河边　２０１４—０８－０６金宝华　Ｍｉｃｒｏｔｅｎｄｉｐｅｓ　ｐｅｄｅｌｌｕｓ　浙江省义乌市稠城街道　２０１４—０８—０６金宝华　Ｐａｒａｔｅｎｄｉｐｅｓ　ｓｕｂａｅｑｕａｌｉｓ湖北省英山县张家嘴镇　２０１４—０６—２７姜丽　Ｓｔｅｍｐｅｌｌｉｎａ　ｓｐ．　湖北省英山县桃花冲　２０１４—０６—２６姜丽　Ｓｔｅｍｐｅｌｌｉｎｅｌｌａ　ｓｐ．　湖北省英山县桃花冲　２０１４—０６—２６姜丽　Ｘｅｎｏｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ　ｘｅｎｏｌａｂｉｓ湖北省英山县桃花冲　２０１４—０６—２６姜丽　１．２　ＤＮＡ的提取　取头部、触角、翅、足、腹部和生殖节，用加拿大树　胶做永久装片，为种类鉴定提供依据，剩下的胸部用　于ＤＮＡ提取．使用天根生化科技有限公司生产的血　长跗摇蚊族（Ｔａｎｙｔａｒｓｉｎｉ）５个属的亲缘关系，包括２个　核基因（ＦＥ１和ＣＡＤ）及３个线粒体基因（ＣＯ１、ＣＯ　１Ｉ和　１６ｓ　ＲＮＡ）的分析１７１．关于Ｃｈｉｒｏｎｏｍｕｓ和Ｓｅｒｇｅｎｔｉａ的属　内关系【　】也有少量报道．迄今为止，所有的摇蚊亚科　系统发育重建均包含数目有限的属和种，属问系统发　育关系仍然不明确．　本研究基于摇蚊亚科３９属４８种的ＣＯＩ基因序　列，拟重建摇蚊亚科属级之间的系统发育关系．　１材料和方法　１．１样品来源　实验所用的摇蚊样品主要来自野外采集，采集方　式包括网捕和灯诱．标本放置于一２０℃的冰箱中保存．　经形态学初步鉴定，供系统发育研究的摇蚊样本详细　信息如表１所示，在ＧｅｎＢａｎｋ下载的２５种摇蚊ＣＯ１　基因的相关序列信息如表２所示．　表２　２５种摇蚊ＣＯ１基因的相关信息　Ｔａｂ．２　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣＯ１　ｇｅｎｅｓ　ｏｆ　２５　ｓｐｅｃｉｅｓ　

种名　登录号（Ａ＋Ｔ）比例　资料来源