基于28SrDNA的叩甲科分子系统发育关系研究

【目的】通过对叩甲科（Elateridae）昆虫核糖体28SrDNA基因片段序列进行比较，从分子水平研究叩甲科昆虫的系统发育关系，并和传统分类结果相比较，为我国叩甲科分类系统的论证和进一步修订奠定基础。【方法】将自测的我国9种（含两个地理种群）共10个叩甲科昆虫样品的28SrDNA基因片段序列与GenBank报道的32种叩甲科昆虫进行同一性比较，用DNAStarLasergenev7.1.0和MEGA4.0（NJ法、MP法和ME法）构建分子系统发育树。【结果】在获得的890bp的序列中，保守位点477个，占全部位点的56.1％；简约位点291个，占全部位点的34.2％；G+C的平均含量为63.9％，明显高于A+T的平均含量，碱基组成偏向G和C；转换（transition）稍高于颠换（transversion）。遗传距离分析表明叩甲科昆虫各亚科内各种间遗传距离在0.000～0.130之间变动，明显小于各亚科之间的遗传距离。不同的系统发育树都支持叩甲科为一单系群，并将10个亚科聚为4个聚类簇:聚类簇Ⅰ为梳爪叩甲亚科（Melanotinae）＋叩甲亚科（Elaterinae），聚类簇Ⅱ为槽缝叩甲亚科（Agrypninae）＋萤叩甲亚科（Pyrophorinae）＋单叶叩甲亚科（Conoderinae），聚类簇Ⅲ为小叩甲亚科（Negastriinae）＋心盾叩甲亚科（Cardiophorinae），聚类簇Ⅳ为齿胸叩甲亚科（Denticollinae）＋尖鞘叩甲亚科（Oxynopterinae）和异角叩甲亚科（Pityobiinae）。它们来源于2个支系，支系1包含聚类簇Ⅰ，支系2包含聚类簇Ⅱ、聚类簇Ⅲ和聚类簇Ⅳ，而Senodoniaquadricollis总是单独作为一支与其他叩甲分开。【结论】本研究证实了过去基于成虫和幼虫形态为基础的分类系统的基本合理性，一是叩甲科为一单系类群；二是叩甲科可明显地分为4个簇群；三是心盾叩甲亚科（Cardiophorinae）为一单系类群，但其他许多亚科存在并系的情况，特别是Senodoniaquadricollis的归属还需进一步论证。28SrDNA序列分析是一种很好的研究叩甲科从种级到科级各类群间的系统发育关系的方法。