高榕傳粉小蜂的起源與進化.pdf

1、榕樹與傳粉榕小蜂在漫長的進化歷程中，形成了其特有的專性寄生的進化機制，即一種榕樹專一性地由一種榕小蜂傳粉。但是，隨著研究的深入，一些特例已被發(fā)現(xiàn)，正如我們的研究對象：高榕傳粉小蜂。一直以來研究人員普遍認為高榕的傳粉小蜂惟有Eupristina altissima，然而，在2003年，Guet al.發(fā)現(xiàn)另一種傳粉小蜂(Eupristinasp.)與E. altissima共寄生于高榕榕果內(nèi)。之后，有研究人員報道，這兩種高榕傳粉小蜂的雌性

2、在體色，觸角，花粉筐及花粉刷四部分存在微小差異。兩者雄性之間的差異，無論是用DNA條形碼的首選基因COI進行分子鑒定還是直接觀察形態(tài)，都很難區(qū)分?；趥鞣坌实谋容^，E. altissima被認為是主動傳粉者，而Eupristina sp.則是被動傳粉者。針對打破榕樹榕小蜂―一對一共進化理論的兩種高榕傳粉榕小蜂，我們能在形態(tài)上發(fā)現(xiàn)更多的鑒別特征嗎？尤其是能發(fā)現(xiàn)鑒別兩個物種的雄性的形態(tài)鑒別特征嗎？兩種小蜂有什么樣的起源與進化關(guān)系？本文分別

3、利用快速提取和無損提取的方法對應提取了高榕Eupristina屬雌雄小蜂的基因組DNA，并擴增了核ITS2基因和線粒體COI基因序列，進一步確認核基因?qū)€粒體基因鑒定結(jié)果的支持，并在此基礎(chǔ)上進一步發(fā)現(xiàn)兩種小蜂在形態(tài)上的更多差異，尤其是發(fā)現(xiàn)雄性之間的形態(tài)差異。我們將自己的數(shù)據(jù)結(jié)合從 N C BI和BOLD數(shù)據(jù)庫(The Barcode of Life Data System)下載的Eupristina屬的ITS2和COI基因序列，分析了整

4、個Eupristina屬基因序列的堿基組成、堿基替換、遺傳距離以及高榕Eupristina屬兩種小蜂的進化分歧時間及其在Eupristina屬的進化地位，進而推斷兩種小蜂可能的起源方式。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴E.altissima與Eupristinasp.的雌蜂除了在觸角、體色、花粉筐與花粉刷四方面存在差異外，還存在一處新的特征差異，即E. altissima第八節(jié)腹節(jié)背板的氣孔區(qū)，其寬度短于兩個氣孔區(qū)的距離；Eupris

5、tina sp.第八節(jié)腹節(jié)背板的氣孔區(qū)，其寬度長于兩個氣孔區(qū)的距離。E.altissima雄蜂的后跗節(jié)稍長，最后一節(jié)長于第一跗節(jié)；Eupristinasp.雄蜂的后跗節(jié)短而粗壯，最后一節(jié)短于第一跗節(jié)。⑵ITS2和COI基因進化樹分別顯示高榕Eupristina屬兩種小蜂為親緣關(guān)系很近的兩個姐妹種。⑶序列堿基組成統(tǒng)計顯示Eupristina屬ITS基因序列基本不存在堿基偏向性，A+T含量在45％左右；Eupristina屬COI基因序列具

6、有明顯的堿基偏向性，A+T含量至少為74%。⑷ITS2基因序列的堿基替換分析顯示，T—C轉(zhuǎn)換比A—G轉(zhuǎn)換多，顛換數(shù)在四種情況中平均分布；COI基因序列的堿基替換分析顯示，顛換大于轉(zhuǎn)換，其中顛換中全部是胸腺嘧啶T與嘌呤A/G之間的顛換。⑸Eupristina屬ITS2基因序列的種間遺傳距離介于0.130~0.383，Eupristina屬小蜂ITS2基因的種內(nèi)遺傳距離計算結(jié)果顯示，云南地區(qū)的垂葉榕傳粉小蜂Eupristina sp.的種內(nèi)

7、差異最大，為0.039，其他種的種內(nèi)差異較小，介于0.001~0.007；Eupristina屬COI基因序列的種間遺傳距離介于0.045-0.317，Eupristina屬小蜂COI基因的種內(nèi)遺傳距離顯示，海南高榕傳粉小蜂E. altissima、Eupristinasp.及云南枕果榕傳粉小蜂Eupristinasp.1的種內(nèi)差異很大，分別為0.040、0.055和0.026，均已超過DNA條形碼技術(shù)對平均物種種間遺傳距離的界定(2%

8、)，其他傳粉小蜂的種內(nèi)差異較小，介于0.000~0.018。⑹高榕傳粉小蜂E.altissima與Eupristina sp.的ITS2基因分歧時間為7.44 MYA，COI基因的分歧時間為3.47MYA，與整個Eupristina屬小蜂的分化時間相比，E. altissima與Eupristina sp.在Eupristina屬為新分化的種。⑺Eupristina屬內(nèi)，不同物種的ITS2基因的分化時間均比COI基因的分化時間長，說明E