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中国瓢蜡蝉科的线粒体基因组及前翅的几何形态学研究

封绍博

中国瓢蜡蝉科的线粒体基因组及前翅的几何形态学研究

封绍博1
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作者信息

  • 1. 西华师范大学
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摘要

瓢蜡蝉科Issidae是一个种类繁多的蜡蝉类群,在生态学和农业上都具有重要意义。尽管该科具有形态多样性和经济重要性,但该科的线粒体基因组研究和几何形态学研究却相对较少。 本研究对瓢蜡蝉科11个种的线粒体基因组进行了测序,并分析了它们的线粒体基因组。结果显示,这些物种在基因排列上非常保守,未发现基因重排。长度差异源于控制区的变异,同时表现出显著的AT核苷酸偏倚。研究还发现不寻常的密码子使用,暗示瓢蜡蝉科的线粒体具有独特的翻译系统和遗传密码的灵活性。在编码蛋白基因中,cox1基因保守,而atp8、nad2和nad6基因进化较快。nad2和nad6可作为潜在的DNA标记,有助于解析瓢蜡蝉科的系统发育。此外,各物种在密码子使用频率上存在差异,部分物种完全未使用某些密码子。这项研究为瓢蜡蝉科的分类、进化和系统发育提供了重要资料,并揭示了有趣的遗传现象,为未来研究指明新方向。 本研究对130种的线粒体基因组的系统发育结果表明:蜡蝉总科Fulgoroidea与飞虱总科Delphacoidea明显分离,且Cixiidae和Delphacidae的单系性得到强支持。同时,Meenoplidae和Kinnaridae在蜡蝉总科的位置固定,但Suva longipenna的分类存在问题。此外, Derbidae和 Achilidae为姊妹群, Dictyopharidae和Fulgoridae 形 成 支 持 支 系 , Tettigometridae 与 Caliscelidae+(Lophopidae+Eurybrachidae)互为姊妹群。在本文重点研究的瓢蜡蝉科中,尽管Issinae和Hysteropterinae的划分未得验证,但Issidae的单系性获强支持。瓢蜡蝉科五族的单系性亦得证实,与近期研究一致。此项研究深化了对蜡蝉亚目系统发育的理解,并突显了线粒体基因组分析在解决分类问题中的重要性。 本研究利用线粒体基因组数据对瓢蜡蝉科及其相关类群进行的分化时间估算表明:蜡蝉总科内物种主要在侏罗纪和白垩纪期间快速分化。其中, Meenoplidae和Kinnaridae的分化可追溯至侏罗世,而Eurybrachidae起源于白垩纪早期。Cixiidae和Delphacidae被确认为蜡蝉亚目最古老的类群,分化时间可追溯至三叠纪。此外,Fulgoridae、Dictyopharidae、Ricaniidae等类群的起源时间分别约在141Mya、118Mya、82Mya。瓢蜡蝉科Issidae内部的分化时间则介于20到70Mya之间。本研究通过分子数据和化石记录的结合,为理解瓢蜡蝉科及其相关类群的演化历史提供了新的时间框架和见解。 本研究对瓢蜡蝉科7个族85个物种的前翅轮廓进行了几何形态学分析。主成分分析(PCA)和典型变量分析(CVA)结果表明:不同族之间前翅轮廓存在显著差异,萨瓢蜡蝉族Sarimini有独特的前翅轮廓特征,在PCA和CVA分析中均与其他族明显区分开来。帕瓢蜡蝉族Parahiraciini和球瓢蜡蝉族Hemisphaeriini在CVA分析和聚类分析中显示出较近的亲缘关系。希瓢蜡蝉族Thioniini在CVA分析中与其他族呈现出显著的距离,支持其作为一个独立族的分类地位。柯瓢蜡蝉族Kodaianellini的分类地位相对复杂,需要更多的研究以解决问题。此外,本研究还通过基于前翅轮廓的聚类分析探讨了瓢蜡蝉科各族的系统发育关系。

关键词

瓢蜡蝉科/线粒体基因组/前翅轮廓/几何形态学

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授予学位

硕士

学科专业

林学

导师

王梦琳

学位年度

2024

学位授予单位

西华师范大学

语种

中文

中图分类号

Q96
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