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中国横脊叶蝉亚科属间形态比较及系统发育关系研究

刘帅刚

中国横脊叶蝉亚科属间形态比较及系统发育关系研究

刘帅刚1
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作者信息

  • 1. 中国矿业大学(江苏)
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摘要

目前,横脊叶蝉亚科Evacanthinae全世界记述5族71属517种,我国记述4族49属304种。该类群主要以刺吸式口器取食植物的叶片汁液从而危害植物,部分种类还能传播病毒,阻碍植物的正常生长,影响作物产品质量和数量。该亚科种类和数量庞大,部分属种在外形上非常相似,难以区别到属种,需要结合形态和分子数据准确鉴定,然而关于中国横脊叶蝉亚科昆虫的分子研究较薄弱。本文深入探索中国横脊叶蝉亚科的属间形态差异,并对其系统发育进行研究,以期找到一些形态特征并能够借助分子手段帮助鉴定区分属和部分近似属。 本研究选取该亚科3个族44属44代表种,包括36属36雌虫代表种,对外部形态和雌雄虫外生殖器的结构特征进行形态比较;应用分析软件TNTv1.5,对横脊叶蝉亚科3族44属选择了53个形态特征采用MP法构建了系统发育树,对该亚科族属间系统发育关系进行了;对15属15种的线粒体基因组结构进行了分析;利用IQ-Tree1.6.3和MrBayes软件基于蛋白质编码基因PCG对横脊叶蝉亚科2族17属45种线粒体基因组数据分别构建ML和BI系统发育树,探讨中国横脊叶蝉亚科昆虫在系统发育上的相互关系。 主要研究结果如下: 1、形态比较:体型、前翅质地、额唇基是否隆起、下生殖板和连索可以作为区分族的特征。 头冠的长度、凹陷、斑纹、横脊或垠可以作为区分部分属的特征。雄虫尾节侧瓣的形状、是否具突、突起长度和形状可以作为区分部分属的特征。阳茎可以作为区分各属的有效特征。 雌虫第七腹板、第二产卵瓣小齿的数量和大小可以作为区分部分属的特征。 描记了1新属1新组合和2新种。分别为拟凸冠叶蝉属,新属Paraconvexanagen.nov.,红色拟凸冠叶蝉,新组合Paraconvexanarufa(Li, 1994)comb.nov.,长突突脉叶蝉RiseveinuselongatusGouamp;Xing,2024,双突拟隐脉叶蝉SophoniafurcataGouamp;Xing,2024。 2、线粒体基因组分析:横脊叶蝉亚科昆虫线粒体基因组全长14-16kb,双链环状结构,具有37个基因,13个蛋白编码基因、22个tRNA编码基因、2个rRNA编码基因和一个控制区。37个基因中,N链编码ND1、ND4、ND4L、ND5、trnQ、trnC、trnY、trnF、trnH、trnP、trnL1、trnV和2个rRNA(12SrRNA和16SrRNA),J链编码其余基因,部分基因存在间隔或重叠。每个线粒体基因组都表现出明显的AT偏向性,其范围在76%-79.8%。13个蛋白质编码基因中少数几个基因的起始密码子为TTG,大多数基因的起始密码子为ATN(N为A、T、C、G),少数基因以单T或不完整的TA终止,多数基因终止密码子为TAA或TAG。基因排列保守,排列方式和位置基本保持一致,未发现其他的排列方式。 3、系统发育研究:形态系统发育和分子系统发育均支持Dietrich(2004)的分类观点,横脊叶蝉亚科Evacanthinae单系性稳定,且该亚科各族的分类地位得到验证。缺缘叶蝉族Balbillini处于树的根部,较为原始,横脊叶蝉族Evacanthini远离树的根部,较为进化;隐脉叶蝉族Nirvanini和横脊叶蝉族Evacanthini聚为一支,支持率高,为姐妹群关系,二者一起构成缺缘叶蝉族Balbillini的姐妹群。新属拟凸冠叶蝉属Paraconvexanagen.nov.的分类地位获得形态系统发育树的支持。新种长突突脉叶蝉RiseveinuselongatusGouamp;Xing,2024;双突拟隐脉叶蝉SophoniafurcataGouamp;Xing,2024的分类地位获得了形态系统发育树的支持。 分子系统发育树表明有多个代表种的角突叶蝉属Taperus和拟隐脉叶蝉属Sophonia不是单系的。角突叶蝉属Taperus和凸冠叶蝉属Convexana为姐妹群,二者与拟锥头叶蝉属Onukiades构成姐妹群关系;拟隐脉叶蝉属Sophonia与叉突叶蝉属Aequoreus互为姐妹群,二者与内突叶蝉属Extensus构成姐妹群。

关键词

横脊叶蝉亚科/属间形态/线粒体基因组/系统发育

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授予学位

硕士

学科专业

植物保护

导师

邢济春

学位年度

2024

学位授予单位

贵州大学

语种

中文

中图分类号

S4
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