管蚜蝇族7种食蚜蝇Ctyb基因序列差异及系统进化关系

管蚜蝇族7种食蚜蝇Cty b

基因序列差异及系统进化关系

张宏杰,　霍科科

(陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室,陕西汉中723000)

[摘要]　采用PCR 和测序方法,首次获得管蚜蝇族(Eristalini )7种食蚜蝇线粒体基因组的Cty b 基因部分序列(419bp ).经对位排列,序列间未见有插入和缺失,共检测到119个可变核苷酸位点,变异率为28140%,其中简约位点74个.属内序列差异值在5101%～9155%之间,属间序列差异值在10102%～16123%之间.以直翅目的中华稻蝗为外群,用多种方法构建进化关系树,结果类似.从4个属间关系来看,管蚜蝇属和斑眼蚜蝇属首先聚合为姊妹群,BC L 值为61%,其次与条胸蚜蝇属聚合,BC L 值为89%,宽盾蚜蝇属最后聚合.管蚜蝇族的4个属的聚类系统发生树为单系.

[关键词]　管蚜蝇族;食蚜蝇科;Cty b 基因;DNA 序列;系统进化

[中图分类号]Q969145217　[文献标识码]A [文章编号]1007-0842(2004)06-0054-06管蚜蝇族(Eristalini )是双翅目食蚜蝇科(Syrphidae )中的一个特征显著的类群,分类地位较稳定(或作为亚科或族).本族全世界约42余属,1000余种.我国记载14属.管蚜蝇族的部分属均是从管蚜蝇属(Eristalis )分离出来,单独作为属级分类单元,例如,宽盾蚜蝇属(Phytomia )、斑目蚜蝇属(Lathyrophthalmus )和离眼蚜蝇属(Eristalinus )(仅1种,即Eristalinus sepulchralis (L.))等.对于斑目蚜蝇属和离眼蚜蝇属的分类地位不同学者有不同的看法.Mik 从管蚜蝇Eristalis 中分出斑目蚜蝇属(Lathyrophthalmus Mik ,1897)后,K anerv o 、

T elford 和李清西均认为Mik 建立的斑目蚜蝇属(Lathyrophthalmus )应是有效[1—2];而

K nuts on 、Peck 和薛万琦等认为将斑目管蚜蝇属Lathyrophthalmus 作为离眼蚜蝇属Eristalinus 的1亚属来处理[3—5].

动物线粒体DNA (mtDNA )具有严格的母系遗传和突变率高等特点,使其成为一种有效的研究物种进化的遗传标记,已成功用于解决许多脊椎动物系统发生关系的研究

[6—9].[收稿日期]　2004-09-02

[作者简介]　张宏杰(1957-),男,陕西省宝鸡市人,陕西理工学院生物系高级实验师,研究方向为动物生态学与生物多样性.

[基金项目]　陕西省教育厅科研基金资助项目(02J K 196)

第22卷第2期

2004年12月汉中师范学院学报(自然科学)Journal of Hanzhong T eachers C ollege (Natural Science )V ol 122N o 12Dec 12004

第2期张宏杰,等:管蚜蝇族7种食蚜蝇Cty b基因序列差异及系统进化关系55　

在mtDNA中,Cty b基因为蛋白质编码基因,进化速度适中、序列变异较丰富,适合研究从种内到种间甚至科间的系统发有关系,该基因序列作为系统分类指标,已广泛用于建立了生物系统进化树.经过NC BI的G eneBank数据库中检索,食蚜蝇科昆虫中无Cty b基因序列,笔者首次报道食蚜蝇科昆虫中无Cty b基因部分序列,试图从DNA序列变化中寻找它们之间的亲缘关系,为解决该类群系统分类中的一些争议问题提供DNA分子水平的证据.

1　材料与方法

111　样品材料

共采用食蚜蝇科迷蚜蝇亚科管蚜蝇族4属7种的7个标本和外群———直翅目的中华稻蝗的1个标本(表1).所有标本均为风干标本,采集自陕西省的秦巴山区.

表1　本研究检测物种和代码

属　G enus种名　S pecies name代码　C ode 条胸蚜蝇属　H elophilus狭条条胸蚜蝇　H.virgatus C oquilett1

宽盾蚜蝇属　Phytomia羽芒宽盾蚜蝇　P.zonat(Fabricius)2

管蚜蝇属　Eristalis未定种　E.sp3

喜马拉雅管蚜蝇　E.himalayensis Brunetti4

长尾管蚜蝇　E.lenax(L.)8离眼蚜蝇属　Eristalinus亮黑斑目眼蚜蝇　E.tar salis(Macquart)5

纯黑离眼蚜蝇　E.sepulchralis(L.)6

笔者采用的分类系统是将离眼蚜蝇属Lathyrophthalmus作为斑目管蚜蝇属Eristalinus 的1亚属来处理.

112　方法

11211　总DNA提取　每一样品干标本的胸部肌肉组织(稻蝗取后足胫节肌肉)约011g,采用S DSΠ蛋白酶K消化,酚Π氯仿抽提和乙醇沉淀法提取总DNA.

11212　引物和PCR扩增　引物为通用的CT B1(5’-T ATG T ACT ACC ATG AGG AC AAAT ATC-3’)和CT B2(5’ATT AC ACCTCCT AATTT ATT AGG AAT-3’),长度26bp.引物由北京鼎国生物技术发展中心合成.每一样品的扩增体积为50μL,包括缓冲液(10×)5μL、引物(10pm olΠL)各115μL、dNTP(10mm olΠL)1125μL、T aqase115U和模板(20～100mgΠL).扩增条件为:94℃预变性1min,进入循环;94℃变性30s,50℃复性30s,72℃延伸1min;35次循环后,72℃延伸7min,4℃结束.扩增仪器为PTC-200(美国M J Research Inc.).

11213　测序　PCR产物送华大基因上海鼎安生物科技有限公司,经纯化后,用CT B1引物,采用美国AB1377型全自动序列分析仪测序.

11214　序列分析　测得的Cty b部分序列用ClustalX118软件比对,删除两端的序列,保留中间420bp,并从G enBank数据库下载果蝇(Dros ophila melanogaster)mtDNA全序列,查找Cty b基因序列,经ClustalX118软件比对,确定本次选用的420bp序列在Cty b基因序列中的位置.用分子进化遗传分析软件MEG A(K umar et al,2001)分析各物种间Cty b基因序列的差异,以直翅目的中华稻蝗的同源序列作为外群,根据K imura双参数模型,用距离法