中国小叶蝉族分类及分子系统学研究(半翅目:叶蝉科:小叶蝉亚科)

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小叶蝉族Typhlocybini隶属半翅目Hemiptera、叶蝉科Cicadellidae、小叶蝉亚科Typhlocybinae,是该亚科中种类和数量较多的类群之一,广泛分布于世界各地。目前全世界已记载57属700余种,中国记录29属190种。小叶蝉族的部分种类能危害农林果树、观赏植物和蔬菜等,是一类潜在的重要害虫。中国小叶蝉族分类工作目前存在区系调查不深入、种类记述不全面、分子数据量极少、属种间系统发育关系缺乏深入研究等问题。本文针对这些问题和不足,系统地开展了中国小叶蝉族分类及分子系统学研究。主要研究结果如下:1.物种记述:鉴定、整理并记述了中国小叶蝉族35属7亚属258种,建立了5个新属,樟小叶蝉属,新属Cinnamoma gen.nov.、觉光小叶蝉属,新属Typhlocella gen.nov.、猕小叶蝉属,新属Kiwa gen.nov.、条小叶蝉属,新属Subtilissimua gen.nov.和棘小叶蝉属,新属Typhloseta gen.nov.。描记了70个新种(含正式发表13种)、1中国新纪录属、1中国新纪录亚属、15个中国新纪录种(含正式发表5种)和1个新组合;编制了属、种检索表;绘制了所有新种、新纪录种和部分已知种的雄性外生殖器构造图109幅;拍摄了成虫外形彩色照片146幅。2.区系分析:按照世界及中国陆地动物地理区划,基于物种的地理分布信息,对已记述的中国小叶蝉族35属7亚属258种昆虫进行了区系特征分析。结果显示:1)中国特有种多达195种,占总种数的75.58%,说明该族昆虫的分布具有明显的区域特有性。2)东洋界单界区系型种类占比高达82.17%,“古北界—东洋界”二界区系型和古北界单界区系型次之,其它动物界分布较少或无分布记录,表明东洋界和古北界的物种亲缘关系较近,推测东洋界可能是该族现代类群的分化中心。3.基于形态特征的系统发育分析:选取中国小叶蝉族35属72种,基于81个形态特征编码组成性状矩阵,运用TNT v1.1软件联合进行数据分析,获得14棵最大简约树和1棵严格合意树。树型结果表明:1)中国小叶蝉族属种的单系性得到初步验证和支持。2)柠小叶蝉属Limonella的属级地位受到质疑。3)赛小叶蝉属Marcelcyba和巴小叶蝉属Baaora,齿板小叶蝉属Opamata和蕃氏小叶蝉属Farynala为并系类群。4)小叶蝉属团Typhlocyba complex和蒿小叶蝉属团Eupteryx complex为并系群。4.物种的分子鉴定:基于DNA条形码COI基因序列(709 bp)计算了中国小叶蝉亚科5族46种的遗传距离,根据物种边界阈值对上述种类进行了分子鉴定。研究结果支持了基于形态特征所建立的新分类单元,包括5个新种,四突樟小叶蝉,新种Cinnamoma quattuora sp.nov.、褐猕小叶蝉,新种Kiwa suffusca sp.nov.、膜突条小叶蝉,新种Subtilissimua pellicula sp.nov.、钟氏棘小叶蝉,新种Typhloseta zhongi sp.nov.和白冠小叶蝉,新种Typhlocyba candida sp.nov.。5.基于线粒体基因组数据集的系统发育分析:利用分子测序技术获得了中国小叶蝉亚科5族47种(小叶蝉族17属35种)的线粒体全基因组,选取上述基因序列组合成3个不同的数据集(AAs,PCGs_12,PCGs_12+r RNAs),运用最大似然法和贝叶斯法构建了10棵系统发育树,探究了小叶蝉亚科各族和小叶蝉族属种间的系统发育关系。结果表明:1)系统发育拓扑结构验证和支持了小叶蝉亚科Typhlocybinae和中国小叶蝉族Typhlocybini的单系性,证实小叶蝉族和塔小叶蝉族Zyginellini的亲缘关系较其他族更近。2)蒿小叶蝉属团Eupteryx complex和小叶蝉属团Typhlocyba complex为并系群。3)蕃氏小叶蝉属团Farynala complex是单系类群,拓扑结构显示该属团包括蕃氏小叶蝉属Farynala、蟠小叶蝉属paracyba、齿板小叶蝉属Opamata和沃小叶蝉属Warodia。4)蕃氏小叶蝉属Farynala的左突蕃氏小叶蝉Farynala sinistra、右突蕃氏小叶蝉Farynala dextra和蟠小叶蝉属Paracyba的周氏蟠小叶蝉Paracyba choui和Paracyba sp.1的阳茎附突存在镜像结构,形态特征、分子鉴定和系统发育结果一致表明,具上述镜像结构的种类可能为同一种。5)系统发育结果显示黑小叶蝉属Hirtettix与樟小叶蝉属Cinnamoma互为姊妹群关系,二者均刺吸香樟树叶汁液为生且寄主专一性较强,推测中国小叶蝉族亲缘关系较近的类群会取食相同或相近的寄主植物。
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