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基于基因组规模数据的白蚁系统发育关系

昆虫学报 2023年第12期66卷 1626-1637页

作者：宋南王淼淼刘小龙林兴雨席玉强尹新明河南农业大学植物保护学院河南省害虫绿色防控国际联合实验室河南省害虫生物防控工程实验室郑州450002

【目的】本研究旨在利用白蚁转录组和低覆盖度全基因组测序(low-coverage whole-genome sequencing)数据重建白蚁领科(Termitoidae)昆虫内高阶元类群(科和亚科)之间的系统发育关系,为研究白蚁系统进化提供系统基因组学分析思路。【方法... 详细信息

【目的】本研究旨在利用白蚁转录组和低覆盖度全基因组测序(low-coverage whole-genome sequencing)数据重建白蚁领科(Termitoidae)昆虫内高阶元类群(科和亚科)之间的系统发育关系,为研究白蚁系统进化提供系统基因组学分析思路。【方法】通过下载数据库中67种白蚁及8种近缘蜚蠊目(Blattodea)昆虫的转录组(70个)和低覆盖度全基因组(5个)测序数据,利用BUSCO对这些序列数据进行评估以及单拷贝核基因的筛选。使用软件MAFFT分别对获得的单拷贝核基因的核苷酸和氨基酸序列进行比对,并通过trimAl对比对结果进行修剪。使用Phykit生成不同完整性(分别包含50%和25%的缺失数据)的核苷酸和氨基酸序列数据超级矩阵,据此研究缺失数据对系统发育重建的影响。使用IQ-TREE构建各个矩阵的最大似然(maximum likelihood,ML)树。利用ASTRAL总结氨基酸数据集faa_all包含的每个标记构建的ML树,得到物种树。使用IQ-TREE中的FcLM分析检测不同树的拓扑结构,进而获得不同数据集对可能的系统发育关系的支持度。【结果】从白蚁现有的转录组和低覆盖度全基因组测序数据中获得1325个单拷贝核基因,基于这些单拷贝核基因构建了核苷酸和氨基酸序列数据的基因组规模的超级矩阵,核苷酸序列数据集包含了144294~1839525个位点,氨基酸数据集包含了48098~613175个位点。不同类型的数据矩阵产生了相似的白蚁领科系统发育关系,3个核苷酸数据矩阵产生了相同的科间系统发育关系。对于氨基酸数据,3个串联基因数据集中的2个产生了与核苷酸序列数据集基本相同的科间系统发育关系。支持白蚁领科为单系群,澳白蚁科(Mastotermitidae)是所有其他白蚁科的姐妹群。在大多数分析中,古白蚁科(Archotermopsidae)与胃白蚁科(Stolotermitidae)互为姐妹群关系,两者共同组成白蚁领科中的第2个分支。木白蚁科(Kalotermitidae)也是白蚁中相对古老的一支,其系统发育位置在古白蚁科与胃白蚁科之后。木白蚁科与新等翅类(Neoisoptera)构成了姐妹群关系。所有分析都强烈支持新等翅类的单系性。在新等翅类中,杆白蚁科(Stylotermitidae)是其余白蚁的姐妹群;齿白蚁科(Serritermitidae)是新等翅类中相对原始的一支。鼻白蚁科(Rhinotermitidae)是一个非单系群。白蚁科(Termitidae)是一个单系群,6个串联基因数据集中的4个以及物种树支持大白蚁亚科(Macrotermitinae)是白蚁科内所有其他亚科的姐妹群。多数分析支持尖白蚁亚科(Apicotermitinae)是白蚁科中的第2个分支。串联基因数据矩阵支持白蚁亚科(Termitinae)为非单系,但是物种树恢复白蚁亚科为单系群。【结论】本研究显示了转录组和低覆盖度全基因组测序数据在重建白蚁领科系统发育关系中的实用性,构建了与以前研究基本一致的系统发育关系。但是,仍需要进一步扩充数据取样,包括标本和分子标记,来阐明这一昆虫类群亚科之间的系统发育关系。

关键词：白蚁转录组全基因组单拷贝核基因系统发育单系群

基于翅基片形态的蜡蝉总科系统发育关系分析(半翅目:头喙亚目)

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Entomotaxonomia 2022年第2期44卷 103-113页

作者：赵小云吴林洁秦道正西北农林科技大学植物保护学院陕西杨凌712100

研究了蜡蝉总科13个科的代表种前翅翅基片形态,结果显示它们的主要区别在于各骨片的特征,肩片、近中片和远中片的有无及各骨片间连接方式。基于前翅翅基片形态特征的系统发育研究支持蜡蝉总科的单系性;此外,本研究认为蛾蜡蝉科和广蜡蝉... 详细信息

研究了蜡蝉总科13个科的代表种前翅翅基片形态,结果显示它们的主要区别在于各骨片的特征,肩片、近中片和远中片的有无及各骨片间连接方式。基于前翅翅基片形态特征的系统发育研究支持蜡蝉总科的单系性;此外,本研究认为蛾蜡蝉科和广蜡蝉科是姐妹群,阉蜡蝉科在蜡蝉总科中地位最为原始。

关键词：蜡蝉系统发育形态单系群

蜡蝉总科昆虫翅基片及翅连锁超微结构研究（半翅目：头喙亚目）

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蜡蝉总科昆虫翅基片及翅连锁超微结构研究（半翅目：头喙亚目）

作者：赵小云西北农林科技大学

学位级别：硕士

蜡蝉总科Fulgoroidea隶属半翅目Hemiptera头喙亚目Auchenorrhyncha,目前全世界已记载21个现生科,其中中国已知有16个科。该类群的种类均为植食性,通过刺吸汁液、产卵、分泌蜜露影响植物光合作用,特别是传播植物病毒病,给农林业生产常带... 详细信息

蜡蝉总科Fulgoroidea隶属半翅目Hemiptera头喙亚目Auchenorrhyncha,目前全世界已记载21个现生科,其中中国已知有16个科。该类群的种类均为植食性,通过刺吸汁液、产卵、分泌蜜露影响植物光合作用,特别是传播植物病毒病,给农林业生产常带来严重的经济损失。由于目前蜡蝉总科系统发育关系还存在较大争议,一些科级单元之间的亲缘关系尚不明确,亟需进一步深入研究。因此,本研究采用光学显微镜与扫描电子显微镜,分析比较了中国蜡蝉总科13科13个代表种的前翅基部形态及翅连锁的超微结构,并据此构建了蜡蝉总科的系统发育关系。研究结果如下:1、蜡蝉总科各科代表种的前翅基部都由肩板、肩片、径脉基部、第一至三腋片、近中片、远中片、前背翅突、中背翅突、后背翅突及中胸腋索等结构组成。各代表种间主要特征区别在于以上各结构的形状、大小、骨化程度及各结构间的连接方式,肩片、近中片和远中片存在与否以及后背翅突是否延伸出细长骨片。此外,各科代表种间肩板形状和大小的变化较大,是蜡蝉总科各科间最明显的鉴别特征。2、蜡蝉总科昆虫翅连锁后折主要由纵向褶皱、毛形感器、微型突起、铲状叶片等结构组成,其形态在各科间存在明显差异,主要表现在后折表面褶皱密集程度、毛形感器的有无、微型突起的分布及铲状叶的数量上。3、基于前翅基部形态及翅连锁后折超微结构特征构建了科间系统发育关系,结果支持蜡蝉总科的单系性,并支持以下科间的姐妹群关系,包括阉蜡蝉科和粒脉蜡蝉科、菱蜡蝉科和飞虱科、瓢蜡蝉科和袖蜡蝉科、璐蜡蝉科和颜蜡蝉科、象蜡蝉科和蜡蝉科、蛾蜡蝉科和广蜡蝉科;扁蜡蝉科与璐蜡蝉科、颜蜡蝉科的聚类关系为[扁蜡蝉科+(璐蜡蝉科+颜蜡蝉科)],广蜡蝉科与蛾蜡蝉科、娜蜡蝉科的聚类关系为[娜蜡蝉科+(蛾蜡蝉科+广翅蜡蝉科)]。本研究可以为蜡蝉总科高级阶元系统发育关系重建、科级单元特征修订,以及所隶属单元归属的进一步明确等提供更多科学信息。

关键词：蜡蝉总科翅基片超微结构翅连锁系统发育形态单系群

基于线粒体控制区的序列变异分析中国东南部沿海凤鲚种群遗传结构

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生物多样性 2009年第2期17卷 143-150页

作者：阎雪岚唐文乔杨金权上海海洋大学鱼类研究室上海201306

为了解中国东南部沿海凤鲚(Coilia mystus)的种群遗传多样性和遗传结构,本文分析了长江口(CJ)、钱塘江口(QT)、闽江口(MJ)和九龙江口(JL)4个凤鲚地理群体的mtDNA控制区561bp片段的序列变异。65尾样本共检测到28个单元型。4个群体总的单... 详细信息

为了解中国东南部沿海凤鲚(Coilia mystus)的种群遗传多样性和遗传结构,本文分析了长江口(CJ)、钱塘江口(QT)、闽江口(MJ)和九龙江口(JL)4个凤鲚地理群体的mtDNA控制区561bp片段的序列变异。65尾样本共检测到28个单元型。4个群体总的单元型多样性和核苷酸多样性均较高(h=0.9433±0.0168,π=0.0317±0.0158),但单个群体的核苷酸多样性水平却很低,其中以CJ最高(π=0.0080±0.0046),MJ最低(π=0.0015±0.0013)。MJ与JL群体之间以及CJ与QT群体之间的平均K2P遗传距离很小,分别为0.3%和0.8%;而CJ、QT分别与MJ、JL群体之间的遗传距离均较大,达到了6%。采用最大似然法(ML)、最大简约法(MP)和邻接法(NJ)分别构建的单元型间的系统发育树揭示,4个凤鲚群体构成CJ-QT和MJ-JL2个支系,且具有极高的支持率。单元型的网络分析也显示这两个支系间有高达28步的突变次数。AMOVA分析显示大部分的遗传变异来自这两支系群体间(90.77%),表明凤鲚群体间存在着显著的地理分化。种群分化指数和基因流分析也表明,支系间群体有着明显的遗传分化(FST>0.9,Nm群,且种群的分化至少已达到亚种水平。采用BEAST和TRACER软件得到凤鲚两个亚种的最近共同祖先约在0.34-0.46百万年前,处于更新世晚期,推测可能是第四纪晚期的气候旋回和海平面的升降导致了凤鲚的种群分化。

关键词： Coilia mystus 东南沿海线粒体控制区遗传多样性单系群

从细胞色素b基因全序列差异分析岩羊和矮岩羊的系统进化关系

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动物学报 2003年第2期49卷 198-204页

作者：曹丽荣王小明方盛国华东师范大学生命科学学院上海200062 浙江大学生命科学学院杭州310029

矮岩羊的分类地位从它被发现后就一直存在着争议。本文测定了分别来自四川和青海的岩羊 (Pseudoisnayaur)和矮岩羊 (Pseudoisschaeferi)共 7个个体的Cytb基因全序列 (114 0bp) ,结合山羊 (Caprahircus)、北山羊 (Capraibex)、绵羊 (Ovis... 详细信息

矮岩羊的分类地位从它被发现后就一直存在着争议。本文测定了分别来自四川和青海的岩羊 (Pseudoisnayaur)和矮岩羊 (Pseudoisschaeferi)共 7个个体的Cytb基因全序列 (114 0bp) ,结合山羊 (Caprahircus)、北山羊 (Capraibex)、绵羊 (Ovisaries)和盘羊 (Ovisammon)同源DNA序列进行比较 ,分析了碱基组成和变异情况以及核苷酸序列差异。用简约法和距离距阵法构建了分子系统树 ,得到了相同的拓扑结构。结果显示 :岩羊和矮岩羊互为单系群 ,有着较山羊、北山羊、绵羊和盘羊间更近的亲缘关系 ,它们之间的序列差异 (Cytb=3 2 % )低于牛科不同种间的序列差异水平 (8 3%～ 12 1% ) ,明显高于种内个体的序列差异 ,而处于牛科亚种的序列差异范围内。因此 ,推测矮岩羊与岩羊之间的差异可能已经达到了亚种的水平。它们的分歧时间为

关键词：岩羊矮岩羊细胞色素b基因序列分析分子系统树单系群亲缘关系亚种系统进化关系

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膜翅目扁蜂科各属间支序系统分析

江西农业大学学报 2007年第3期29卷 360-364页

作者：姜吉刚魏美才湖南文理学院生命科学系中南林业科技大学生命科学院湖南长沙410000

为了探索膜翅目Hymenoptera扁蜂科Pamphiliidae各属之间的系统关系,利用支序分析的原理和方法对扁蜂科的9个属进行属间支序分析,结果表明将扁蜂科划分为腮扁蜂亚科Cephalciinae和扁蜂亚科Pamphilii-nae是合理的。现有的分类系统中将扁... 详细信息

为了探索膜翅目Hymenoptera扁蜂科Pamphiliidae各属之间的系统关系,利用支序分析的原理和方法对扁蜂科的9个属进行属间支序分析,结果表明将扁蜂科划分为腮扁蜂亚科Cephalciinae和扁蜂亚科Pamphilii-nae是合理的。现有的分类系统中将扁蜂亚科分为扁蜂族Pamphiliini和脉扁蜂族Neurotomini是合理的,各族的单系性得到证实。扁蜂族是一个单系群,由扁蜂属Pamphilius+齿扁蜂属Onycholyda+(丝扁蜂属Pseudo-cephaleia+克扁蜂属Kelidoptera)构成;脉扁蜂族只含一个属,独自构成一个单系。现有的腮扁蜂亚科中各族的划分也得到支序分析的证实,腮扁蜂亚科这个单系群由直扁蜂族Caenolydiani+(华扁蜂族Chinolydini+腮扁蜂族Cephalciliini)组成,华扁蜂族与腮扁蜂族是姐妹群,共同构成一个单系群。腮扁蜂族是由阿扁蜂属Acan-tholyda和腮扁蜂属Cephalcia构成的一个单系群。

关键词：膜翅目扁蜂科扁蜂亚科腮扁蜂亚科单系群支序分析

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石松科的分子系统学研究

石松科的分子系统学研究

作者：陈德奎重庆师范大学

学位级别：硕士

石松科(Lycopodiaceae)约388种,全球广布,主产热带地区。围绕石松科已开展了细胞学、形态学、解剖学、分子系统学等方面的研究,提高了对石松科多样性和进化的理解,但主要问题仍然存在:(1)形态特征简单,根据形态进行分类非常困难;(2)取... 详细信息

石松科(Lycopodiaceae)约388种,全球广布,主产热带地区。围绕石松科已开展了细胞学、形态学、解剖学、分子系统学等方面的研究,提高了对石松科多样性和进化的理解,但主要问题仍然存在:(1)形态特征简单,根据形态进行分类非常困难;(2)取样不够和使用的基因片段较少,属间关系没有被很好的确立和已被承认的大部分属的单系没有被很好检测。因此,迫切需要大范围取样和增加基因片段对石松科进行分子系统学研究。本研究对石松科取样323个约130种,运用5个叶绿体片段(rbcL,atpA,trnL-F,psbA-trnH,rps4-trnS),综合最大似然法和最大简约法重建了石松科的分子系统关系。研究结果显示:(1)石松科可分为三个大支,支持将石松科分为三个亚科,即石杉亚科(Huperzioideae)、石松亚科(Lycopodioidieae)和小石松亚科(Lycopodielloideae);(2)石松亚科和小石松亚科的亲缘关系较近,而与石杉亚科的亲缘关系较远;(3)三个大支可进一步分为17个支,其中16个支分别代表16个属,与PPG I的分类处理一致,而Lycopodium serpentinum形成了独立的支。在这16个属中,除石杉属(Huperzia)外,其余15个属的单系均得到了很好的支持(ML BS≥96,MP JK≥86),石杉属的单系勉强得到支持(ML BS=50,MP JK=55)。研究显示Phylloglossum形成的长枝吸引降低了石杉属单系的支持率,在排除Phylloglossum后,石杉属的单系得到了较高支持(ML BS=80,MP JK=92)。尽管Phylloglossum和石杉属为姊妹群关系,但两者形态差异较大,遗传距离远,故本研究接受石杉属和Phylloglossum均作为独立的属。因此,本研究结果支持PPG I对石松科的分类处理,将石松科分为三个亚科16个属,即石杉亚科,包括石杉属(Huperzia),马尾杉属(Phlegmariurus),Phylloglossum;小石松亚科,包括Lateristachys,小石松属(Lycopodiella),垂穗石松属(Palhinhaea),拟小石松属(Pseudolycopodiella);石松亚科,包括Austrolycopodium,Dendrolycopodium,扁枝石松属(Diphasiastrum),Diphasium,藤石松属(Lycopodiastrum),石松属(Lycopodium),Pseudodiphasium,Pseudolycopodium,Spinulum。对于Lycopodium serpentinum,Kunze于1846年发表,这个种均不与拟小石松属和小石松属形成单系群,而是独立形成一支并与垂穗石松属构成姊妹群关系,由于本研究数据仅包括了来自GenBank一个序列rbcL,所以不作处理,其系统位置需要进一步研究。

关键词：石松科单系群分子系统