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文章信息
- 张泽源, 秦耀光, 李枢强
- ZHANG Zeyuan, QIN Yaoguang, LI Shuqiang
- 应用DNA条形码技术鉴别寄生紫薇绒蚧的跳小蜂
- Application of DNA Barcoding in Identification of Encyrtid Parasitoids of Acanthococcus (=Eriococcus) lagerstroemiae
- 四川动物, 2018, 37(4): 406-414
- Sichuan Journal of Zoology, 2018, 37(4): 406-414
- 10.11984/j.issn.1000-7083.20170291
-
文章历史
- 收稿日期: 2017-09-21
- 接受日期: 2018-04-23
2. 中国科学院动物进化与系统学重点实验室, 中国科学院动物研究所, 北京 100101
2. Key Laboratory of Zoological Systematics and Evolution, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
紫薇绒蚧Acanthococcus (= Eriococcus) lagerstroemiae隶属于半翅目Hemeptera毡蚧科Eriococcidae,常被称为紫薇绒粉蚧、石榴毡蚧、石榴绒粉蚧,在我国分布广泛(赵洋民等,1997;姜年俊,许惠,1998;贺冬英等,2008;赵文娟等,2016),国外分布于韩国、日本等,是危害石榴Punica granatum L.和紫薇Lagerstroemia indica L.的主要害虫(张钦书,孟庆喜,1990;马金华,2011)。2004年紫薇绒蚧首次在北美被发现,目前在美国12个州有分布(Merchant et al., 2014;Wang et al., 2016),被认为是危害紫薇的重要入侵生物(Wang et al., 2016)。随着农药应用比重减小,利用寄生蜂防治紫薇绒蚧变得日益重要。
姜年俊和许惠(1998)、焦浩和张玉俊(2011)在紫薇绒蚧防治研究中提到了寄生蜂的作用,但未明确具体的种类。根据徐志宏和黄建(2004)的记载,寄生紫薇绒蚧的跳小蜂有4种:绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus (=Aphycus) eriococci、绵蚧阔柄跳小蜂Metaphycus pulvinariae、绒蚧亚翅跳小蜂Submicroterys eriococci和食绒蚧亚翅跳小蜂Submicroterys eriococcophagus,但是否均寄生紫薇绒蚧需进一步核实。准确鉴定寄生紫薇绒蚧的跳小蜂物种是研究其生物学特性及保护与利用的前提和基础。但跳小蜂种类多、个体微小(通常为1~2 mm),利用形态特征鉴定时常常需要制作玻片标本并在显微镜下观察分类特征。另外,隐存种现象在昆虫中非常普遍(Bickford et al., 2007),营寄生生活昆虫的该现象可能更加突出(Smith et al., 2008),这导致仅依靠形态特征对跳小蜂进行种类鉴定变得愈加困难,而且容易产生误差。DNA条形码技术作为一种辅助物种鉴定的工具(Hebert et al., 2003),近年来得到了广泛应用,在昆虫鉴定方面应用前景广阔(肖金花等,2004;张合彩,乔格侠,2008;宋南等,2013)。近几年,该技术在寄生蜂鉴定中同样表现出很高的应用价值(Zhou MJ et al., 2012;Zhou QS et al., 2014),不但解决了一些近缘种、隐存种等分类学难题,同时也对阐明寄生蜂对寄主的专化性起到了重要作用(Zhang et al., 2011;Chesters et al., 2012;Zhou et al., 2018)。
本研究首先对寄生紫薇绒蚧的跳小蜂种类做了野外调查,获取了北京、山东、江苏、江西、湖北、湖南、云南、黑龙江、内蒙古、广西、宁夏、四川、山西和海南的跳小蜂样本。针对跳小蜂体型小、外部形态变异程度难以把握等分类中的难题,采用分子生物学方法,利用线粒体COⅠ基因的特异性片段(DNA条形码)来区分和识别寄生紫薇绒蚧的几种跳小蜂,为今后紫薇绒蚧寄生蜂的快速鉴定和深入系统研究提供有效数据参考。
1 材料和方法 1.1 样本的采集、保存和鉴定本研究中的寄生蜂,除特别指出,均是育自紫薇绒蚧的若虫或雌成虫,紫薇绒蚧的采集和饲养方法参考Zhang等(2011)。野外采集带有紫薇绒蚧的老龄若虫或成虫的植物枝条并尽快带回实验室观察。在室内将带有紫薇绒蚧若虫或成虫的枝条剪短,放在塑料杯或者尼龙袋中饲养;每天观察出蜂情况,发现有羽化的寄生蜂即用毛刷将其收集于塑料管中,用无水乙醇浸泡杀死,-4 ℃存放。在体视镜下检视收集到的标本,参考文献(徐志宏,黄建,2004;Zhang & Huang,2004;Wang et al., 2014)进行初步形态分类并通过专家的复核。每个形态种选取一定的样本用于分子研究,并对所选样本拍照,便于后期进一步核对。材料样本信息见表 1。
编号 Code |
形态种名 Species |
地点 Locality |
时间 Collecting date |
寄主植物 Host plant |
GenBank登录号 GenBank accession No. |
11-096 | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 北京海淀 | 2008/05/04 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119345 |
11-319 | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 北京海淀 | 2008/05/10 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119346 |
E4-028A | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119347 |
E4-028B | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119348 |
11-067A | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖北荆州 | 2011/05/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119349 |
11-067B | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖北荆州 | 2011/05/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119350 |
11-067C | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖北荆州 | 2011/05/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119351 |
E2-001A | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖南郴州 | 2013/04/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119352 |
E2-001B | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖南郴州 | 2013/04/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119353 |
E2-001C | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖南郴州 | 2013/04/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119354 |
E2-001D | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖南郴州 | 2013/04/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119355 |
E2-001E | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 湖南郴州 | 2013/04/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119356 |
E3-154A | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119357 |
E3-154B | 细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119358 |
TMe-1A | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2004/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119359 |
TMe-1B | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2004/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119360 |
TMe-1C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2004/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119361 |
TMe-1D | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2004/08 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119362 |
11-305 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2006/05/16 | 石榴Punica granatum | MH119363 |
E4-028C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119364 |
E4-028D | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119365 |
E4-028E | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119366 |
E4-028F | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 北京海淀 | 2014/05/15 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119367 |
E3-104 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 山东莱州 | 2012/10/14 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119380 |
E3-104B | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 山东莱州 | 2012/10/14 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119379 |
E3-104C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 山东莱州 | 2012/10/14 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119378 |
E3-105 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 山东莱州 | 2012/10/14 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119381 |
E3-105B | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 山东莱州 | 2012/10/14 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119382 |
10-116A | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119370 |
10-116B | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119371 |
10-116C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119372 |
10-116D | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119373 |
E4-122A | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119374 |
E4-122B | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119375 |
E4-122C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119376 |
E4-122D | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119377 |
E2-136 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江西南昌 | 2012/10/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119368 |
E2-137 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 江西南昌 | 2012/10/13 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119369 |
E3-154C | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119384 |
E3-154D | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119385 |
E3-154E | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119386 |
E3-154F | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 云南蒙自 | 2013/04/21 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119387 |
E3-212 | 绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci | 云南文山 | 2013/04/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119383 |
07-93 | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 北京朝阳 | 2012/09/04 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119388 |
E2-103A | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 北京海淀 | 2012/07/17 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119389 |
E2-103B | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 北京海淀 | 2012/07/17 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119390 |
09-010A | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119391 |
09-010B | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119392 |
09-010C | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119393 |
09-010D | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119394 |
09-010E | 绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119395 |
E2-046A | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 北京海淀 | 2012/07/17 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119396 |
E2-046B | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 北京海淀 | 2012/07/17 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119397 |
10-117 | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119398 |
10-118A | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119399 |
10-118B | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 江苏南京 | 2009/10/12 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119400 |
E3-002A | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 云南文山 | 2013/04/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119406 |
E3-002B | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 云南文山 | 2013/04/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119407 |
E3-002C | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 云南文山 | 2013/04/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119408 |
E4-123A | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119401 |
E4-123B | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119402 |
E4-123C | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119403 |
E4-123D | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119404 |
E4-123E | 绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci | 湖北黄冈 | 2014/06/22 | 紫薇Lagerstroemia indica | MH119405 |
11-092 | 水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae | 北京海淀 | 2014/06/20 | 糖槭Acer saccharum | MH119409 |
E2-030B | 水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae | 黑龙江哈尔滨 | 2012/06/10 | 糖槭Acer saccharum | MH119410 |
E2-030C | 水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae | 黑龙江哈尔滨 | 2012/06/10 | 糖槭Acer saccharum | MH119411 |
E2-030D | 水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae | 黑龙江哈尔滨 | 2012/06/10 | 糖槭Acer saccharum | MH119412 |
E2-030E | 水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae | 黑龙江哈尔滨 | 2012/06/10 | 糖槭Acer saccharum | MH119413 |
E1-190A | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/10 | 未知Unknown | MH119414 |
E1-190B | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/10 | 未知Unknown | MH119415 |
E1-190C | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/10 | 未知Unknown | MH119416 |
E1-190D | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/10 | 未知Unknown | MH119417 |
E2-122A | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 北京昌平 | 2009/04/25 | 未知Unknown | MH119418 |
E2-122B | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 北京昌平 | 2009/04/25 | 未知Unknown | MH119419 |
E2-122C | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 北京昌平 | 2009/04/25 | 未知Unknown | MH119420 |
E2-122D | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 北京昌平 | 2009/04/25 | 未知Unknown | MH119421 |
E2-122E | 加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon | 北京昌平 | 2009/04/25 | 未知Unknown | MH119422 |
E2-097 | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 云南景洪 | 2012/05/14 | 未知Unknown | MH119423 |
E2-189 | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 四川攀枝花 | 2009/04/25 | 榕树Figus sp. | MH119424 |
E5-117A | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 广西宜州 | 2009/04/25 | 假连翘Duranta repens | MH119425 |
E5-117C | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 广西宜州 | 2009/04/25 | 假连翘Duranta repens | MH119426 |
E5-117D | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 广西宜州 | 2009/04/25 | 假连翘Duranta repens | MH119427 |
E5-117E | 杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi | 广西宜州 | 2009/04/25 | 假连翘Duranta repens | MH119428 |
08-58 | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 山西五台山 | 2007/07/18 | 未知Unknown | MH119429 |
10-007 | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 山西五台山 | 2009/07/20 | 未知Unknown | MH119430 |
10-173A | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 宁夏银川 | 2010/07/06 | 未知Unknown | MH119431 |
10-173B | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 宁夏银川 | 2010/07/06 | 未知Unknown | MH119432 |
10-173C | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 宁夏银川 | 2010/07/06 | 未知Unknown | MH119433 |
E1-222A | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/11 | 未知Unknown | MH119434 |
E1-222B | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/11 | 未知Unknown | MH119435 |
E1-222C | 亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens | 内蒙古贺兰山 | 2010/08/11 | 未知Unknown | MH119436 |
07_04 | 刷盾跳小蜂(外群)Encyrtus sp. (outgroup) | 海南五指山 | 2007/05/15 | 未知Unknown | MH119344 |
先用蒸馏水冲洗选取的跳小蜂虫体,放于滤纸上,晾干后使用试剂盒(Qiagene Tissue DNA Kit)提取各样品的DNA,过程严格按照试剂盒说明书操作。凝胶电泳检测DNA质量。将合格的DNA样品放入4 ℃备用,或-20 ℃长期保存。
1.3 PCR扩增目的线粒体COⅠ基因片段扩增选用的引物对参考Zhang等(2011)。PCR扩增的反应体系:5 μL 10×buffer PCR缓冲液,25 mM MgCl2,5 mM dNTP混合液,0.5 U TaqDNA聚合酶,正反向引物各10 pmol和5 μL DNA模板。PCR扩增反应程序为:95 ℃预变性3 min;94 ℃变性30 s,52 ℃退火50 s,72 ℃延伸1 min,35个循环;72 ℃延伸10 min。PCR产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测,回收后的产物送测序公司用ABI3730测序仪双向测序。
1.4 数据处理获得的线粒体COⅠ基因片段与GenBank下载的COⅠ基因序列经Clustal W(Thompson et al., 1994)比对后用BioEdit 7.0.5 (Hall,1999)进一步编辑,使用MEGA4(Tamura et al., 2007)分析各序列的碱基组成、保守位点、变异位点、转换与颠换的比值(R)等。选取刷盾跳小蜂Encyrtus sp.为外群,采用邻接法(NJ法)构建基因树(K2P模型),并计算种间和种内遗传距离。另外使用BarcodingR(Zhang et al., 2017)对寄生紫薇绒蚧的跳小蜂以及阔柄跳小蜂属Metaphycus属内种间和种内遗传距离的间隔进行分析评估。
2 结果和分析外部形态特征分类结果显示,本次收集的寄生紫薇绒蚧的跳小蜂为绒蚧阔柄跳小蜂、细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus、绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE和绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci。阔柄跳小蜂属内其他非寄生紫薇绒蚧的种类分别为水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae、加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon、杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi和亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens。
2.1 COⅠ基因片段序列碱基组成本研究共获取了93个跳小蜂样本的线粒体COⅠ基因片段序列(GenBank登录号:MH119344~ MH119436),其中,绒蚧阔柄跳小蜂29条、细柄阔柄跳小蜂14条、绒蚧花翅跳小蜂8条、绒蚧皂莫跳小蜂13条、水木坚蚧阔柄跳小蜂5条、加蒙阔柄跳小蜂9条、杰氏阔柄跳小蜂6条、亮光阔柄跳小蜂8条、刷盾跳小蜂1条。另外,从NCBI数据库中获取黄色阔柄跳小蜂Metaphycus flavus序列1条(GenBank登录号:FM210164)(Pasquer et al., 2009)。截取COⅠ基因序列两端不可靠的碱基后得到长度为612 bp的碱基矩阵。MEGA4分析结果显示,在线粒体COⅠ条形码区域中,A与T的含量非常高(A=28.8%,C=12.4%,G=15.1%,T=43.6%)。GC含量在密码子第三位点平均为8.7%,明显低于第一位点和第二位点(平均为34.4%和39.4%)。共检测到391个保守位点,221个变异位点,R=0.87。
2.2 分子系统树分析以刷盾跳小蜂为外群,基于94条跳小蜂线粒体COⅠ基因序列数据矩阵构建NJ树,结果(图 1)显示,内群93条跳小蜂COⅠ基因序列聚成9个大的分支,并且除黄色阔柄跳小蜂序列少无法统计支持率外,其他每个分支都有>95%的支持率。这9个分支分别对应9个形态种,其中,阔柄跳小蜂属为单系群。此外,绒蚧阔柄跳小蜂分成了2个较为明显的分支,表明该种内部存在较明显的分化。
2.3 种间和种内的遗传距离应用MEGA4计算9种跳小蜂线粒体COⅠ基因序列的种内与种间遗传距离。结果显示(表 2),绒蚧阔柄跳小蜂的种内遗传距离最大,为0~0.054 9,平均为0.026 5;细柄阔柄跳小蜂和绒蚧皂莫跳小蜂的种内平均遗传距离次之,分别为0.014 7和0.010 4。跳小蜂各种间平均遗传距离为0.073 2~0.186 4(表 3),其中,绒蚧花翅跳小蜂和绒蚧皂莫跳小蜂的种间平均遗传距离最大,为0.186 4;细柄阔柄跳小蜂和黄色阔柄跳小蜂的种间平均遗传距离最小,为0.073 2。对NJ树上绒蚧阔柄跳小蜂2个较明显的分支进行遗传距离分析显示,它们之间的平均遗传距离为0.041 8,分支内平均遗传距离分别为0.018 6(分支1)和0.003 7(分支2)。本研究中9种跳小蜂线粒体COⅠ基因序列的种内与种间遗传距离显示,各跳小蜂的种内遗传距离与种间遗传距离间没有重叠区域,即种间遗传距离和种内遗传距离之间有间隔(图 2)。
物种 Species |
种内平均遗传 距离(范围) Intra-species genetic distance (range) |
标准误 Standard error |
绒蚧皂莫跳小蜂 Zaomma eriococci |
0.010 4(0~0.016 6) | 0.002 6 |
绒蚧花翅跳小蜂 Microterys spE |
0.001 5(0~0.003 3) | 0.001 1 |
细柄阔柄跳小蜂 Metaphycus cylindricus |
0.014 7(0~0.016 7) | 0.003 5 |
绒蚧阔柄跳小蜂 Metaphycus eriococci |
0.026 5(0~0.054 9) | 0.004 9 |
水木坚蚧阔柄跳小蜂 Metaphycus corniae |
0.004 6(0~0.022 1) | 0.001 8 |
黄色阔柄跳小蜂 Metaphycus flavus |
— | — |
加蒙阔柄跳小蜂 Metaphycus garmon |
0.009 0(0~0.013 4) | 0.002 8 |
杰氏阔柄跳小蜂 Metaphycus gerardi |
— | — |
亮光阔柄跳小蜂 Metaphycus nitens |
— | — |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
1 | 0.011 8 | 0.016 7 | 0.016 8 | 0.013 3 | 0.011 4 | 0.012 8 | 0.014 7 | 0.012 5 | |
2 | 0.086 3 | 0.017 1 | 0.016 9 | 0.014 1 | 0.011 6 | 0.012 4 | 0.014 2 | 0.012 6 | |
3 | 0.157 9 | 0.162 8 | 0.019 3 | 0.019 6 | 0.015 9 | 0.017 7 | 0.017 2 | 0.017 3 | |
4 | 0.157 9 | 0.167 7 | 0.186 4 | 0.017 3 | 0.016 0 | 0.017 1 | 0.018 4 | 0.017 4 | |
5 | 0.106 5 | 0.118 6 | 0.183 0 | 0.156 9 | 0.013 7 | 0.015 9 | 0.015 6 | 0.015 9 | |
6 | 0.073 2 | 0.082 9 | 0.141 4 | 0.139 7 | 0.102 1 | 0.013 5 | 0.013 4 | 0.012 2 | |
7 | 0.094 4 | 0.090 9 | 0.168 5 | 0.168 4 | 0.124 4 | 0.094 6 | 0.015 5 | 0.012 0 | |
8 | 0.124 3 | 0.111 5 | 0.155 3 | 0.170 3 | 0.128 3 | 0.096 5 | 0.125 2 | 0.015 6 | |
9 | 0.094 1 | 0.091 7 | 0.162 4 | 0.163 6 | 0.130 8 | 0.077 4 | 0.078 4 | 0.118 3 | |
注Notes:1.细柄阔柄跳小蜂Metaphycus cylindricus,2.绒蚧阔柄跳小蜂Metaphycus eriococci,3.绒蚧花翅跳小蜂Microterys spE,4.绒蚧皂莫跳小蜂Zaomma eriococci,5.水木坚蚧阔柄跳小蜂Metaphycus corniae,6.黄色阔柄跳小蜂Metaphycus flavus,7.加蒙阔柄跳小蜂Metaphycus garmon,8.杰氏阔柄跳小蜂Metaphycus gerardi,9.亮光阔柄跳小蜂Metaphycus nitens |
3 讨论
本研究利用DNA条形码技术鉴别了我国9种跳小蜂,其种间遗传距离远大于种内遗传距离,且两者没有重叠,表明DNA条形码技术能区别我国寄生紫薇绒蚧的跳小蜂种类。研究结果显示,属间的遗传距离大于属内不同种间,并且NJ树显示寄生紫薇绒蚧的几种跳小蜂各聚类成单系群,表明DNA条形码能够区分这9种跳小蜂。这与之前关于利用DNA条形码鉴别跳小蜂种类的研究结论(Zhang et al., 2011;Chesters et al., 2012)一致。
本研究中,阔柄跳小蜂属的种类属于同一个种团,亲缘关系相近,形态差别很小(Wang et al., 2014)。但是DNA条形码分析结果显示,它们之间的遗传距离远大于目前DNA条形码研究中通用的分种标准(遗传距离>4%)。这表明DNA条形码技术对同属的跳小蜂近缘种具有很好的识别效果。另外,DNA条形码技术也有助于了解物种内的分子变异程度。研究结果显示,绒蚧阔柄跳小蜂的COⅠ基因序列聚成2个分支,并且2个分支间的平均遗传距离较大。但是观察这2个分支上的样本,其外部形态几乎没有差别或差别极小,在地理分布上,这2个分支上的样本明显重叠,这种遗传结构形成的机制或是否存在隐存种需要进一步研究。
跳小蜂种类较多,寄生关系比较复杂,且对于我国跳小蜂种类和寄生关系也缺乏系统深入的调查。本研究使用的跳小蜂种类有限,特别是同属种类较少,因此,基于COⅠ基因计算跳小蜂的种内和种间遗传距离是否存在间隔还有待进一步研究。本研究中9种跳小蜂的种内和种间遗传距离不存在重叠,且进化树上各形态种形成单系,表明了DNA条形码技术可以快速、准确地鉴别这几种寄生紫薇绒蚧跳小蜂。随着未来其他寄生蜂种类COⅠ基因序列信息的不断补充与完善,DNA条形码技术必将对研究我国蚧虫寄生蜂的物种识别、阐明寄生蜂对寄主的专化性规律和利用寄生蜂开展有效的生物防治产生积极的推动作用。
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