多刺蟻屬分子系統(tǒng)學(xué)研究(膜翅目：蟻科：蟻亞科).pdf

1、多刺蟻屬Polyrhachis隸屬膜翅目Hymenoptera、蟻科Formicidae、蟻亞科Myemicinae，是蟻科中的第二大屬，全世界已描述該屬477種，主要分布于非洲、亞洲、澳大利亞及大洋洲。國(guó)內(nèi)在多刺蟻屬分子系統(tǒng)學(xué)方面的研究幾乎是空白，與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平有較大差距。因此，這方面的研究為建立蟻科正確的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及螞蟻的有效保護(hù)、利用與防治提供分子生物學(xué)方面的依據(jù)，并且對(duì)于積累我國(guó)蟻科昆蟲(chóng)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)及其基因庫(kù),確立我國(guó)蟻科

2、昆蟲(chóng)系統(tǒng)學(xué)研究在國(guó)際同類研究中的地位有重要意義。本研究通過(guò)降落PCR技術(shù)擴(kuò)增多刺蟻屬10種昆蟲(chóng)的線粒體DNA中的Cytb、COI+COII基因片段，得出各段基因后,利用Clustalx1.83軟件進(jìn)行序列比對(duì)，MEGA4進(jìn)行核苷酸組成、氨基酸組成、密碼子使用頻率、堿基替換、遺傳距離等分析，并以弓背蟻屬3種昆蟲(chóng)為外群，基于鄰接法(NJ)、最大簡(jiǎn)約法(MP)及貝葉斯推論法(Bayesian inference，BI)重建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),從分子水

3、平上對(duì)多刺蟻屬部分種的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行了探討，得出以下結(jié)論： 1.多刺蟻屬9種昆蟲(chóng)Cytb基因、5種昆蟲(chóng)COI、COII、COI+COII綜合基因片段都顯示出高A+T含量，分別為71.2％、75.9％、75.0％、75.2％,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的A、T偏向性。9種昆蟲(chóng)Cytb基因465bp序列共編碼155個(gè)氨基酸，由19種氨基酸組成，COI基因174bp序列共編碼58個(gè)氨基酸，由17種氨基酸組成，COII基因552bp序列共編碼184個(gè)氨基

4、酸，由20種氨基酸組成，COI+COII綜合基因726bp序列編碼242個(gè)氨基酸，由20種氨基酸組成。這些基因片段中都含有很高含量的苯丙氨酸(Phe)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)及絲氨酸(Ser)，在氨基酸含量上都表現(xiàn)出一定的偏向性。 2.基于Cytb、COI、COII和COI+COII基因部分序列堿基替換分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換頻率都大于顛換頻率，轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在T與C之間，顛換主要發(fā)生在T與A之間，密碼子第二位點(diǎn)的轉(zhuǎn)換、顛

5、換頻率都比較小，密碼子第三位點(diǎn)的轉(zhuǎn)換和顛換頻率都為最高。 3.基于多刺蟻屬9種昆蟲(chóng)Cytb基因部分序列、5種昆蟲(chóng)COI、COII、COI+COII基因部分序列種間的未校正遺傳距離的分析，可知它們的同源性都很高，同源范圍分別為0.815～0.918、0.862～0.943、0.855～0.962及0.857～0.957。 4.基于多刺蟻屬部分種Cytb、COII、COI+COII基因部分序列的p距離與R值的關(guān)系表現(xiàn)出昆蟲(chóng)線

6、粒體DNA典型的距離依賴性規(guī)律，即距離較近的分類單元之間有較高的R值，而隨著距離的增加，R值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。堿基替換飽和性分析的結(jié)果顯示，基于Cytb、COII、COI+COII基因部分序列轉(zhuǎn)換(Ts)、顛換(Tv)與p距離之間的關(guān)系總體上都呈線性關(guān)系，說(shuō)明了轉(zhuǎn)換、顛換都尚未達(dá)到飽和，但顛換的飽和程度稍大于轉(zhuǎn)換。所有數(shù)據(jù)均包含了較強(qiáng)的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)。 5.對(duì)于Cytb、COI、COII、COI+COII基因，基于DNA序列數(shù)據(jù)采用N