中国小绿叶蝉族分子系统学研究

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小绿叶蝉族Empoascini隶属半翅目Hemiptera、头喙亚目Auchenorryhncha、叶蝉科Cicadellidae、小叶蝉亚科Typhlocybinae,是该亚科数量仅次于斑叶蝉族Erythroneurini的第二大类群。全世界已记载小绿叶蝉族昆虫83属1373种,广泛分布于世界各大动物地理区。中国已知42属216种。本研究检视了采自贵州、广西、广东、海南、青海、新疆、四川、云南、甘肃、江苏、河南、内蒙古、浙江13省的小绿叶蝉族标本800余号,共鉴定出小绿叶蝉族昆虫18属66种。选用16S rDNA、COⅠ、COⅡ、Cytb及28S rDNA 5个分子标记探究了中国小绿叶蝉族属种间的系统发育关系。本研究扩增获得分子片段254条,其中16S rDNA序列12条,COⅠ序列64条,28S rDNA序列63条,COⅡ序列64条及Cytb序列51条。运用MEGA-X,Geneious ver.10.2.5等生信软件对上述序列进行了碱基组成、替换频率、饱和度和遗传距离等分析:从碱基组成成分来看:在小绿叶蝉族线粒体基因片段(16S rDNA,COⅠ,COⅡ,Cytb)中,A+T含量都明显高于C+G含量;而在核基因28S rDNA中,A+T含量低于C+G含量,这一现象印证了昆虫线粒体基因与核基因碱基组成特点的不同。从各基因位点组成成分来看:28S rDNA基因的保守位点在基因片段所有位点中所占比例最高,保守位点475个,占比为73%,说明28S rDNA在小绿叶蝉各属种间进化较缓慢,种类之间差异不大。5个分子片段中,变异位点占比最高的为COⅡ基因,占比为81%。基于各个基因片段计算的遗传距离分析结果:小绿叶蝉族平均遗传距离为0.22-0.25,基于COⅠ、COⅡ及Cytb计算的遗传距离之间相差不大,基于COⅡ基因计算的遗传距离相对比另外两种基因片段的略大。在COⅡ基因中,内群之间最大的遗传距离为0.407,最小的为0.000;内外群之间最大的遗传距离为0.428,最小为0.271。碱基替换饱和性分析结果显示:5个单基因序列及两个联合基因序列中转换值(Ts)、颠换值(Tv)与遗传距离(P-diatance)均呈线性关系,转换值和颠换值随着遗传距离的增大而明显增加,表明5个单基因片段及两个联合基因均未达到替换饱和,可以用作系统发育分析。利用MEGA-X和Mrbayaes ver.3.2.6,基于最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)分别构建了单基因树和联合基因树,综合构建的14棵系统发育树呈现的信息,对小绿叶蝉族属种间关系进行系统发育分析,结果如下:芒果叶蝉属:棉芒果叶蝉Amrasca(Amrasca)biguttula、六芒果叶蝉Amrasca(Quartasca)czerwcowa、直板芒果叶蝉Amrasca(Amrasca)bombaxia、端齿芒果叶蝉Amrasca(Amrasca)apicoserrata、贝拉芒果叶蝉Amrasca(Amrasca)bella、Amrasca(Amrasca)sp.2 6种形成一个单系群。蒂小叶蝉属:里奥蒂小叶蝉Distantasca riora、片腹蒂小叶蝉Distantasca rokasa、狭茎蒂小叶蝉Distantasca faciata 3种构成一个单系群。雅氏叶蝉属:台湾雅氏叶蝉Jacobiasca formosana与波宁雅氏叶蝉Jacobiasca boninensis 2种构成一个单系群。冗小叶蝉属:红冗小叶蝉Kybos rufescens与Kybos sp.6构成姊妹群,但与同属的Kybos sp.7距离较远。偏小叶蝉属:大海陀偏小叶蝉Asymmetrasca dahaituoensis与泥偏小叶蝉Asymmetrasca lutowa未聚在一起,且距离较远。中华戛小叶蝉Ghauriana sinensi与狭突膜小叶蝉Membranacea stenoprocessa亲缘关系较近。达小叶蝉属Dayus与芜小叶蝉属Usharia亲缘关系较近。绿叶蝉属Kyboasca与奥小叶蝉属Austroasca亲缘关系较近。小绿叶蝉族两个主要的属小绿叶蝉属Empoasca与长柄叶蝉属Alebroides均不具有单系性。
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