林业科学  2018, Vol. 54 Issue (6): 94-99   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20180611
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文章信息

刘萌萌, 李泽建, 闫家河, 魏美才, 牛耕耘
Liu Mengmeng, Li Zejian, Yan Jiahe, Wei Meicai, Niu Gengyun
危害欧美杨的中国厚爪叶蜂属(膜翅目:叶蜂科)一新种
A New Species of Stauronematus Benson (Hymenoptera: Tenthredinidae), Which Is A Defoliator of Populus×canadensis in China
林业科学, 2018, 54(6): 94-99.
Scientia Silvae Sinicae, 2018, 54(6): 94-99.
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20180611

文章历史

收稿日期:2017-11-16
修回日期:2018-03-05

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刘萌萌
李泽建
闫家河
魏美才
牛耕耘

危害欧美杨的中国厚爪叶蜂属(膜翅目:叶蜂科)一新种
刘萌萌1, 李泽建2, 闫家河3, 魏美才1, 牛耕耘1     
1. 中南林业科技大学昆虫系统与进化生物学实验室 长沙 410004;
2. 丽水市林业科学研究院 丽水 323000;
3. 山东省商河县林业局 商河 251600
摘要: 记述采自中国山东境内危害欧美杨的厚爪叶蜂属(膜翅目:叶蜂科:突瓣叶蜂亚科)一新种:中华厚爪叶蜂Stauronematus sinicus Liu,Li&Wei。本种与杨厚爪叶蜂S.platycerusHartig,1840)(杨扁角叶蜂)近似,二者主要区别特征是:新种后足基节仅基缘黑色;中胸前侧片上部被毛稀疏,下半部具光裸区;锯腹片17节,3-12节缝具刺毛带;1-5锯刃具细小亚基齿,6-17锯刃亚基齿变宽大;锯基腹索踵基角突出;阳茎瓣头叶中位刺突伸向背叶背顶角,腹叶腹缘稍内凹;体长4.5~6.0 mm等。此外,中华厚爪叶蜂与杨厚爪叶蜂、柳厚爪叶蜂的COⅠ序列K2P距离分别为16.0%和15.7%。
关键词:广腰亚目    突瓣叶蜂亚科    厚爪叶蜂属    新种    中国    
A New Species of Stauronematus Benson (Hymenoptera: Tenthredinidae), Which Is A Defoliator of Populus×canadensis in China
Liu Mengmeng1, Li Zejian2, Yan Jiahe3, Wei Meicai1, Niu Gengyun1    
1. Laboratory of Insect Systematics and Evolutionary Biology(Central South University of Forestry and Technology), Changsha 410004;
2. Lishui Academy of Forestry Lishui 323000;
3. Shanghe Forestry Bureau of Shandong Province Shanghe 251600
Abstract: In this article, a new species, Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov., of Nematinae (Hymenoptera:Tenthredinidae) is described, and the species was collected from Shandong, China. The new species is similar to S. platycerus (Hartig, 1840), but can be distinguished from the latter by the following combination characteristics:Only the base margin of the hind coxa is black; the upper part of mesepisternum has sparse pubescent, and the lower half is glabrous; lancet contains 17 annuli, the 3rd-12th sutures with dense annular spines, 1st-5th serrulae with small distal teeth, and 6th-17th serrulae with larger teeth; basal angle of tangium is prominent; penis valve with ventral margin of paravalva is slightly emarginate, valvispina reaches to dorsal apical corner of pseudoceps; body length is 4.5-6.0 mm. The K2P distance of the COⅠsequence between S. sinicus and S. platycerus is 16.0%, and the K2P distance of the COⅠ sequence between S. sinicus and S. saliciphilus is 15.7%.
Key words: Symphyta    Nematinae    Stauronematus    new species    China    

厚爪叶蜂属Stauronematus Benson, 1953是膜翅目(Hymenoptera)叶蜂科(Tenthredinidae)突瓣叶蜂亚科(Nematinae)中的一个小属(Benson, 1953),全世界迄今仅记载2种(Taeger et al., 2010),即杨厚爪叶蜂(杨扁角叶蜂)S. platycerus (Hartig, 1840)(寄主:杨树Populus spp.)和柳厚爪叶蜂S. saliciphilus Liston, 2007(寄主:Salix atrocinerea)。其中,已记载中国1种:S. platycerus (Hartig, 1840)(Wei et al., 2006)。厚爪叶蜂属曾作为槌缘叶蜂属Pristiphora Latreille, 1810的亚属(Taeger et al., 2010),但Prous等(2014)基于COⅠ、Cytb、EF-1α和NaK 4个基因序列构建的贝叶斯系统发育树的结果显示,厚爪叶蜂属单独构成一个分支且成单系,因此将厚爪叶蜂亚属提升为独立的属。

2015年,笔者在山东省商河县欧美杨(Populus × canadensis)上发现了一种叶蜂,该叶蜂取食杨树叶片,在外部形态上与杨厚爪叶蜂十分相似,进一步的形态学研究与线粒体COⅠ基因序列分析,确定该种叶蜂为厚爪叶蜂属一新种。本文对该新种的形态学特征进行了详细描述,提供了厚爪叶蜂属分种类检索表,并通过分子试验获得该新种的线粒体COⅠ基因序列,验证了形态分类结果。这一新物种的发现为林业有害生物的鉴定与防治提供了科学依据。

研究中,使用体视显微镜Motic-SMZ-171对针插标本进行形态学观察;成虫背面观和侧面观的图片通过尼康相机D700拍摄获得,局部特征图片的采集由徕卡Z16APO图像采集系统来完成,所有图片经由合成软件Helicon Focus和修图软件Adobe Photoshop CS 6.0进行处理。新种的形态特征依据正模标本描述,形态学术语来源于Ross(1945)Viitasaari(2002)Takeuchi(1952)。新种模式标本保存于湖南长沙中南林业科技大学昆虫模式标本室(Collection of Sawflies, Central South University of Foresty and Technology, Changsha, China, CSCS)。

厚爪叶蜂属Stauronematus Benson, 1953分种检索表

1后足基节仅基缘黑色;前胸背板几乎全部淡白色或亮黄色,仅腹缘黑色;雌虫腹部至少末端腹板浅褐色,有时腹部中部完全浅色或黄色;雄虫下生殖板和抱器均褐色;翅面浅烟褐色;背面观复眼后头部明显收缩;中胸前侧片下半部通常具一个明显的光裸区;锯腹片16锯节;阳茎瓣腹叶腹缘中下部明显内凹。法国,意大利………………………………………柳厚爪叶蜂S. saliciphilus Liston, 2007-后足基节至少基缘黑色;前胸背板完全黑色,或者仅上下缘褐色;腹部完全黑色;翅透明;背面观复眼后头部近平行,雄虫仅稍收缩;中胸前侧片上部被毛密集,下部被毛较稀疏,下半部通常无光裸区或者上部被毛稀疏,下半部通常具光裸区;锯腹片19或17锯节;阳茎瓣腹叶腹缘无内凹或稍内凹……………………………………………………2

2后足基节仅基缘黑色;中胸前侧片上部被毛稀疏,下半部通常具光裸区;锯腹片17节,3—12节缝具刺毛带;1—5锯刃具细小亚基齿,6—17锯刃亚基齿变宽大;锯基腹索踵基角突出;阳茎瓣中位刺突伸向背叶顶角,明显与背叶交叉。中国(山东)…中华厚爪叶蜂S. sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov.-后足基节至少基半部黑色;中胸前侧片上部被毛密集,下部被毛稀疏,下半部通常无光裸区;锯腹片19节,3—13节缝具刺毛带;1—9锯刃具细小亚基齿,10—19锯刃亚基齿宽大;锯基腹索踵基角圆钝,几乎不向基部突出;阳茎瓣中位刺突与背叶背缘平行,不伸向背顶角。欧洲;伊朗,土耳其;中国………杨厚爪叶蜂S. platycerus (Hartig, 1840)

中华厚爪叶蜂 Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov.(图 12)

图 1 中华厚爪叶蜂,新种Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov. Figure 1 Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov. a.雌成虫背面观Female, whole body in dorsal view; b.雄成虫背面观Male, whole body in dorsal view; c.雌成虫侧面观Female, whole body in lateral view; d.雄成虫侧面观Male, whole body in lateral view.
图 2 中华厚爪叶蜂,新种Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov.局部特征 Figure 2 Local characteristics of Stauronematus sinicus Liu, Li & Wei, sp. nov. a.雌虫头部,背面观Female, head in dorsal view; b.雌虫头部,前面观Female, head in front view; c.雄虫头部,前面观Male, head in front view; d.雌虫中后胸侧板Mesopleuron and metapleuron of female; e.雌虫锯鞘背面观Female, ovipositor sheath, in dorsal view; f.雄虫腹部末端,背面观Apex of male abdomen, in dorsal view; g.雌虫触角Antenna of female; h.雄虫触角Antenna of male; i.雌虫锯鞘侧面观Female, ovipositor sheath, in lateral view; j.雌虫后足跗爪Hind tarsal claw of female; k.锯腹片Lancet; l.锯基腹索踵Tangium; m.中部锯刃Middle serrulae; n.雄虫外生殖器,背面观Male genitalia, in dorsal view; o.阳茎瓣Penis valve.

雌:体长5.5 mm。

体色:体黑色;上唇、口须、翅基片、各足基节、转节、股节、前中足胫节除端缘斑、跗节、后足胫节基部3/4和后足1—2跗分节黄白色至黄褐色;前中足胫节端缘、后足3—5跗分节、各足跗爪和锯鞘基黑褐色;触角基部起黄褐色至黑褐色;淡漠区黄褐色。体毛和锯鞘毛浅黄褐色。翅透明,翅痣和翅脉大部分黑褐色(图 1a1c)。

头部:上唇、唇基、头部背侧光亮,无明显刻纹和刻点(图 2a2b);上唇宽大,基部明显隆起,端部圆钝;唇基很短,端部截形;颚眼距近等于中单眼直径;复眼小,内缘向下稍收敛,下缘间距2.3倍于复眼高(图 2b);中窝亚圆形,稍浅;额区稍隆起,前缘脊与侧脊模糊;单眼顶面高于复眼平面;单眼中沟和后沟不明显;无中单眼前凹,前单眼围沟不发育;单眼三角扁,POL:OOL:OCL=11:10:8;单眼后区几乎不隆起,宽长比为2.2,无中纵沟;侧沟细浅,向后分歧;背面观后头约0.4倍于复眼长,两侧相互平行(图 2a)。触角丝状,第3节稍侧扁,稍短于胸腹部之和,端部尖细;第2节宽长比为1.8,第3节:第4节:第5节=11:10:9(图 2g)。

胸部:中胸背板光泽强烈,刻点浅弱模糊且稀疏,无刻纹;中胸小盾片及附片光亮,无明显刻纹刻点;胸部侧板光亮,无刻纹刻点,仅中胸后下侧片下部具少量细刻纹(图 2d)。中胸背板前叶中沟细浅,不伸抵后端角;盾侧沟细浅;中胸小盾片平坦,无中纵脊,长约0.9倍于宽,几乎等高于中胸背板平面;附片无中纵脊,长约为小盾片长的3/8;后胸小盾片无中纵脊;中胸前侧片上部被毛稀疏,下部具明显光裸区;后胸后侧片后缘圆钝,无附片;淡膜区间距1.2倍于淡膜区宽。前足胫节内距无膜叶;前足基跗节明显长于其后3节之和;后足胫节外侧具纵沟,端部稍侧扁,内端距0.4倍于基跗节长,约等长于后足胫节端部宽;基跗节不加粗,近等于其后4跗分节之和,跗垫极小;爪基片狭锐,内齿发达,长于外齿(图 2j)。前翅C脉端部稍膨大;前翅M脉亚基部微弯曲,上端远离Sc脉,明显长于R+M脉;基臀室开放,前翅cu-a脉位于1M室基部2/5处,2Rs室长1.2倍于宽,外缘倾斜,无Rs脉;后翅臀室柄1.5倍长于cu-a脉,cu-a脉稍弯曲。

腹部:腹部背板光泽强烈,无明显刻纹刻点。锯鞘光泽强烈,鞘端刻点浅小稀疏,刻纹密集。锯鞘约1.9倍于后足基跗节长,约1.3倍于前足胫节,锯鞘端等于鞘基,侧面观锯鞘弯曲,端部狭锐(图 2i)。背面观尾须端部稍伸出锯鞘端部,锯鞘毛弯曲,两侧多数细毛夹角约为45度(图 2e)。锯腹片17锯刃(图 2k),基部1—5锯刃亚基齿细小,6—17锯刃亚基齿较宽大;基部起第1节缝显著倾斜,第2节缝上部1/3处显著向外侧弯曲,3—12节缝上半部具显著刺毛带,刺毛带最宽处约为锯节宽的1/2;刃间膜稍长,中基部锯节刃间膜稍内凹,端部锯节的刃间段几乎不内凹;锯根0.5倍于锯端;锯基腹索踵基角突出(图 2l),背缘稍突起,中部锯刃如图 2m

雄:体长4.5~5 mm。

体色和构造类似雌虫,但后足跗节黑褐色(图 1b1d2c);触角等长于胸腹部之和,明显侧扁(图 2h);后翅臀室柄2.0倍长于cu-a脉;腹部末端背面观如图 2f;抱器(图 2n)倾斜,较窄长,基内角圆钝,窄于端部;阳茎瓣(图 2o)窄长,背叶较狭窄,腹叶刺突尖长,伸向背叶背顶角,肩状部短且前突,腹叶腹缘中下部稍内凹。

正模:♀,山东省商河县,2015-Ⅴ-9,闫家河采。副模:6♀♀2♂♂,山东省商河县,2015-Ⅴ-9,闫家河采;1♀,山东省聊城市朱老庄,2015-Ⅶ-22,戴明勋,刘守柱采;1♀,CSCS-Hym-M01301,GenBank序列号:MG461203,山东省商河县商河林场,2011-Ⅴ-10—20,闫家河采;1♂,CSCS-Hym-M01300,GenBank序列号:MG461202,山东省商河县商河林场,2011-Ⅴ-10—20,闫家河采。新种模式标本全部保存于中南林业科技大学昆虫模式标本室。

分布:中国(山东)。

个体变异:雌虫体长5~6 mm;上唇黄褐色或黑褐色;触角大部黄褐色至黑色;后胸前侧片后端黄褐色或黑色;颚眼距0.8~1.0倍于中单眼直径;后翅臀室柄1.5~1.8倍于cu-a脉长;2Rs室长1.2~1.4倍于宽。

寄主:欧美杨(Populus × canadensis)。

词源:新种以模式标本产地“中华”命名。

鉴别特征:本种与Stauronematus platycerus (Hartig, 1840)较近似,具体鉴别特征参见分种检索表。

线粒体COⅠ基因序列分析:

分子试验样本均取成虫肌肉组织,采用Qiagen试剂盒(DNeasy Blood & Tissue Kit)提取基因组DNA;使用引物C1-J-1718(5′-GGA GGA TTT GGA AAY TGA YTA GTW CC-3′)(Nyman et al., 2006)和A2590(5′-GCT CCT ATT GAT ARW ACA TAR TGR AAA TG-3′)(Normark et al., 1999)对提取的DNA进行扩增,目的片段大小为810 bp。采用50 μL体系进行PCR扩增,其中包括25 μL 2×Taq MasterMix预混液,4 μL上下游引物和2μLDNA模板及19 μL dd H2O。反应条件为:94 ℃预变性5 min;40个循环(94 ℃变性1 min,49 ℃退火45S,72 ℃延伸1 min);72 ℃延伸5 min,4 ℃保温。PCR扩增产物经凝胶成像系统分析合格后,送交北京六合华大基因科技股份有限公司进行双向测序分析。测序分析结果采用ContigExpress©软件包进行正反链校对,手动去除序列两段的引物区,获得COⅠ基因;使用MEGA7(Kumar et al., 2016)软件对序列数据进行比对、遗传距离分析和构建分子系统发育树。厚爪叶蜂属已知2种的COⅠ数据来自GenBank,共10条,序列号分别为FJ858803、DQ302221、KC976359、KC974504、KC973976、KC973884、KC973187、KF936596、KC973109和KC974198。

新种试验测序样本1雌1雄,共2号,鉴定人:魏美才。样品编号,GenBank序列号及采集信息等详见新种的标本记录。全部样品残体均浸泡于95%乙醇溶液中,-20 ℃保存备查。

测序所得序列根据NCBI中的BLAST功能进行序列相似性搜索,结果显示所有序列方向与GenBank中序列的方向一致,且相似序列均为广腰亚目Symphyta类昆虫对应的基因序列,表明扩增、测序结果与目的条带一致;经ContigExpress©软件校对编辑后,所有样本有效长度均为810 bp。

使用MEGA7软件对12条COⅠ序列进行比对,选取重叠区域,共计381 bp。对12条序列进行分组后,使用K2P(Kimura 2-parameter)模型(Kimura, 1980)计算中华厚爪叶蜂、杨厚爪叶蜂及柳厚爪叶蜂的遗传距离(表 1);基于邻接法构建了厚爪叶蜂属分子系统发育树(图 3)。结果显示:杨厚爪叶蜂8个样品的种内遗传距离平均为0.6%,柳厚爪叶蜂2个样本的种内遗传距离为0,中华厚爪叶蜂两个样本的种内遗传距离为0;杨厚爪叶蜂和柳厚爪叶蜂的种间遗传距离为3.9%,杨厚爪叶蜂和中华厚爪叶蜂的种间距离为16.0%,柳厚爪叶蜂和中华厚爪叶蜂的种间距离为15.7%;基于邻接法构建的厚爪叶蜂属系统发育树图中,3个种分别各自构成一支,且杨厚爪叶蜂与柳厚爪叶蜂系统发育关系更近,与K2P遗传距离比较的结果一致。综上所述:杨厚爪叶蜂、柳厚爪叶蜂和中华厚爪叶蜂有明显种间遗传分化,这与它们基于形态数据的鉴定结果一致。

表 1 COⅠ基因K2P距离(下三角)和标准差(上三角) Tab.1 Kimura 2-parameter model distance (down triangle) and standard errors (up triangle) of COⅠ database
图 3 基于邻接法的厚爪叶蜂属种类系统发育树 Figure 3 Phylogenetic tree of Stauronematus species based on Neighbor-joining analysis
参考文献(References)
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