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夜蛾科是昆虫纲鳞翅目中最大的一科,由于种类多,形态区分不明显,分类比较混乱。为了弥补仅靠外部形态性状和生态性状的不足,本研究采用聚合酶链式反应(PCR)技术,分别测定了夜蛾科8亚科16种和7亚科16种的线粒体Cyt b基因和核基因18S rDNA的部分片段的基因序列,同时对两个基因序列片段的组成成分、饱和性、分类单元间碱基的偏向性以及系统发育信号进行了检测,采用NJ、ME、MP、ML和BI法分别对Cyt b、18S rDNA及两个基因片段组成的联合数据集进行建树并比较得出以下结果:
1.夜蛾的线粒体Cyt b基因具有昆虫线粒体所具有的高A+T含量,平均为73.7%;而核基因18S rDNA为53.2%。替换饱和性分析结果表明Cyt b基因存在部分饱和现象,主要是发生在密码子的第三位点,而第二位点最为保守;氨基酸序列由19种氨基酸组成,缺少半胱氨酸(Cys),而亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、丝氨酸(Sex)、苏氨酸(Thr)、苯丙氨酸(Phe)的使用较频繁。
2.对Cyt b、18S rDNA及两个基因片段组成的联合数据集的系统发育信号检测,内容包括替换饱和分析、树长分布分析和PTP检验,结果显示不同的数据组都具有一定的系统发育信息。采用NJ、MP、ML、BI四种方法对两数据集及联合数集分别构建系统发育关系树,比较两数据集与联合数据集所建系统发育树,结果发现四种方法得到的系统树存在一定差异,说明18S rDNA和Cytb基因在解决夜蛾科部分亚科的系统发育关系上提供的信息有限。
3.依据部分夜蛾构建的系统发育树显示可以判断:
(1)夜蛾科不是单系群,而是多系群。
(2)不仅支持把髯须夜蛾类从夜蛾亚科中分出,而且与夜蛾亚科其它种类遗传距离较远,应另立成科。
(3)建议强喙夜蛾亚科、裳夜蛾亚科从夜蛾科中分出,另立成科。
(4)四叉型夜蛾中的裳夜蛾亚科、强喙夜蛾亚科、髯须夜蛾亚科和灯蛾科的亲缘关系较近,它们的关系可表示为(((裳夜蛾亚科、强喙夜蛾亚科)髯须夜蛾亚科)灯蛾科)。
4.应用Cytb、18S rDNA及两个基因片段对夜蛾科昆虫系统发育关系进行研究时发现:Cytb基因能够较好的解决四叉型夜蛾部分亚科的系统发育关系,而对三叉型夜蛾亚科之间的关系不能很好的解决;18S rDNA序列在夜蛾亚科单元之间表现出很高的同源性,最大差异仅为0.9%,基因序列十分保守,不能很好解决夜蛾科亚科间的系统发育,但对系统树的基部有较强的支持,所以18S rDNA基因适合更高阶元的系统发育分析。
本研究未能对所研究的所有亚科之间的关系进行清晰的解释,各系统发育树之间还存在一些差异,主要是由于分类单元取样不够完善,各亚科内分类单元取样不够均匀,数量偏少。另外,对三叉型夜蛾各亚科的系统发育研究需要进化速率更为适合的基因。
由于只选取了夜蛾科8个亚科的物种,所以我国夜蛾科各亚科之间的系统发育关系有待从分子角度进一步研究。但是通过对8亚科分子进化特征和系统发育关系的研究,为其他科学工作者进一步探讨该科的系统发育关系提供了分子方面的证据,有助于完善我国夜蛾科昆虫的系统学研究。