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文章信息
- 岳巧云, 邱德义, 单振菊, 汪小东, 胡佳, 张文庆
- YUE Qiao-yun, QIU De-yi, SHAN Zhen-ju, WANG Xiao-dong, HU Jia, ZHANG Wen-qing
- 基于DNA条形码和子宫骨片形态特征的8种雌性麻蝇种类鉴定
- Identification of 8 female Sarcopha flies based on mitochondrial DNA and signum morphological characteristics
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2016, 27(5): 436-442
- Chin J Vector Biol & Control, 2016, 27(5): 436-442
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2016.05.004
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文章历史
- 收稿日期: 2016-06-16
- 网络出版时间: 2016-08-11
2 中山出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 广东 中山 528403
2 Zhongshan Entry-Exit Inspection and Quarantine Technology Center
麻蝇是一种潜在的病原生物的传播媒介[1-2]。传统麻蝇的鉴定主要根据其形态特征,特别是雄性个体的外生殖器,被视为种类鉴定的金标准[3-6]。而雌性麻蝇的形态鉴定非常复杂,不同种类雌性麻蝇个体间外部形态极为相似,仅根据其外部形态很难准确地鉴定[7]。
DNA条形码技术利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ),为多细胞动物种类鉴定的参考标志[8]。自2003年Hebert等[9]提出DNA条形码概念以来,COⅠ基因已广泛地应用于多种动物的种类鉴定[10-13],且非常有效[14-15]。DNA条形码正在实施一个全球性的iBOL计划[16]。相同物种雌雄个体DNA条形码序列变异并未超过种内变异范围,通过比对雌雄性个体的DNA序列,可以准确地鉴定雌性个体。尽管大多研究者建议完全取消形态学鉴定,但其依然被使用且在短时期内无法被取代[17]。“整合分类学”[18-19]或DNA条形码数据与形态特征相结合的分类学方法,将促进传统分类学的研究发展[20]。
1 材料与方法 1.1 蝇的收集2011年10月25日至2013年10月27日,以腐鱼作诱饵用诱捕笼或者昆虫网共采集8种麻蝇127只,包括35对正在交配的蝇类〔其中6对白头亚麻蝇(Parasarcophaga albiceps),2对拉萨细麻蝇(Pierretia lhasae),4对波突亚麻蝇(P. jaroschevskyi),4对绯角亚麻蝇(P. ruficornis),7对多突亚麻蝇(P. polystylata),4对野亚麻蝇(P. similis),4对酱亚麻蝇(P. dux)和4对短角亚麻蝇(P. brevicornis)〕。将麻蝇置95%乙醇中或制成针插标本,标本存放在国家质检总局医学媒介生物监测重点实验室(中山)。
1.2 DNA条形码鉴定每只蝇各取1条后足放入1.5 ml离心管中,用200 μl PBS缓冲液洗2次,置入95%乙醇中。拔掉后腿的蝇标本做成针插的凭证标本,做好唯一性标识,保存于国家质检总局医学媒介生物监测重点实验室(中山),备用。基因组DNA的提取、扩增、PCR产物纯化及测序按文献[21]操作。扩增引物:LCO1490:5′-GGT CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG G-3′;HCO2198:5′-TAA ACT TCA GGG TGA CCA AAA AAT CA-3′[22]。由宝生物工程(大连)有限公司合成。EX-Taq DNA 聚合酶、dNTP 及其他PCR 试剂均购自宝生物工程(大连)有限公司。
8种雌性麻蝇的35对配对个体70条COⅠ序列,57条雄性个体的COⅠ序列和11条来自GenBank的性别未知个体的序列,共138条构建Neighbor-Joining(NJ)树。138条序列的凭证标本采集信息、雌雄及GenBank序列号见表 1。GenBank中无拉萨细麻蝇和波突亚麻蝇的序列,均为原始获得。利用Mega 6.0软件构建 NJ树,重复步数为5 000。
1.3 形态学鉴定雄性个体的种类鉴定依据《中国蝇类》检索表进行鉴定,并经过专家确认。雌性个体的种类通过与之交配的雄性个体进行确认。分类术语依照文献[3, 5, 23]。
2 结果 2.1 8种雌性麻蝇的DNA条形码鉴定所有个体COⅠ片段均为658 bp,无终止密码子、插入或缺失片段,可无间断地翻译成219个氨基酸,各碱基的平均含量为A(30.0%)、T(38.0%)、G(15.9%)、C(16.1%),(A+T)的平均含量为68.0%,高于(G+C)的含量(32.0%),与其他线粒体序列的碱基含量基本一致[24-26]。
8种麻蝇中配对的雌性和雄性个体间最大的种内差异为1.37%,<2%,同种雌雄性个体间的碱基差异范围与同种间个体间的差异范围一致,不同种间的变异范围为4.56%~8.81%,高于种类鉴定界限(2%),种内个体间与种间有明显的差异间隔。8个种的同种两性间和种间的碱基对差异见表 2和图 1。
2.2 8种麻蝇138只个体的DNA条形码序列NJ树构建所有雌雄性个体和同种内未知雌雄的个体聚在同一个分支,置信度为100%,结果与形态学分类完全一致,见图 2。
2.3 基于子宫骨片的8种雌性麻蝇的种类检索表1. 子宫骨片强烈骨化,结构空间立体感强,外形呈两熊合抱状,中部具1个膜状小窝(图 3a)
…………………………拉萨细麻蝇S(P). lhasae子宫骨片扁平或具轻微的立体感,绝不呈现上述外形………………………………………………2
2. 子宫骨片骨化较弱,较柔软色浅………………3
子宫骨片强烈骨化,深色或浅色………………4
3. 子宫骨片三角状,前端部分内卷(图 3b)
……………………绯角亚麻蝇S (P). ruficornis子宫骨片梯形,后缘中部具有1个突起(图 3c)
……………………多突亚麻蝇S (P). polystylata
4. 子宫骨片浅色,瓶状,微拱起(图 3d)
……………………………野亚麻蝇S (P). similis
子宫骨片深褐色或者黑色,交替出现浅色骨化带……5
5. 子宫骨片具数条清晰的浅色骨化带……………6
子宫骨片黑褐色,不具浅色骨化带,2片(图 3e)
………………………白头亚麻蝇S (P). albiceps
6. 子宫骨片长明显长于宽,基部骤窄,具3个骨化条带和1个板状的基部宽带,第1条骨化带最宽,基部的板状带骨化强烈(图 3f)
……………………短角亚麻蝇S (P). brevicornis
子宫骨片宽度大于长度,具6条骨化带,其中1条或者3条断裂(图 3g,3h)………………………7
7. 子宫骨片具3条完整的骨化带和3条断裂的骨化带,最后1条骨化带呈“V”形,子宫骨片前缘的凹陷宽浅(图 3g)……波突亚麻蝇S (P). jaroschevskyi
子宫骨片具5条完整骨化带和1条断裂骨化带,前缘具有1个乳状突起(图 3h)
…………………………………酱亚麻蝇S (P). dux
3 讨论雄性外生殖器的形态特征是麻蝇种类鉴定的金标准,但雌性麻蝇的形态鉴定存在困难,Povoln--和Verves[23]首次指出不同种雌性麻蝇间的子宫骨片形态特征差异较大,为根据子宫骨片的特征鉴定雌性麻蝇提供了可能。目前仅少数研究提及子宫骨片的特征但并无明确的表述[5, 27]。
8种麻蝇DNA条形码的种内最大差异远低于2%的限值,而种间最小差异高达4.56%,明显高于2%的限值,与麻蝇种间差异高于3%的报道一致[28]。麻蝇分布广泛且种类繁多,该文限于在中国收集的8种麻蝇,将子宫骨片普遍作为雌性麻蝇种类鉴定的依据,应加强研究其他种类雌性麻蝇子宫骨片的结构。
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