蝽總科核核糖體RNA全長二級結(jié)構(gòu)的比較研究（半翅目：異翅亞目）.pdf

1、從構(gòu)建完整的蝽類昆蟲進(jìn)化樹的角度看，目前的研究主要集中在高級階元和種級階元兩個層面，兩者之間普遍存在斷層。為改善這樣的局面，就必然要在高級階元的研究中不斷擴(kuò)大屬、種級別類群的選取，將更多的類群包括進(jìn)來。但這樣一來就增大了所涉及的階元跨度，就對重建系統(tǒng)發(fā)育的研究中所使用的分子標(biāo)記提出了更高的要求，要求所使用的分子標(biāo)記組合能夠在從亞目到種這樣的跨度范圍內(nèi)的各階元級別都有較好的解析能力。
　　如果要選擇解析能力范圍較大的分子標(biāo)記組合，有

2、3種備選方案。一個是轉(zhuǎn)錄組，一個是細(xì)胞核rDNA簇，一個是線粒體基因組。從樣品準(zhǔn)備、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成本、堿基組成和對類群選取的敏感性等方面分析，細(xì)胞核rDNA簇是最合適的分子標(biāo)記。rDNA簇存在于所有生物有機(jī)體的基因組中，且不同片段的進(jìn)化速率不同，滿足了不同階元級別的要求。當(dāng)前已有許多昆蟲系統(tǒng)發(fā)育研究利用rDNA簇中的部分片段作為分子標(biāo)記，但是還沒有一項(xiàng)研究用rDNA簇的全長作為分子標(biāo)記。
　　除了序列片段的長度之外，僅有一級序列

3、的信息是不夠的，不同類群的rDNA序列之間存在長度變異，這種長度變異會影響序列比對，進(jìn)而對系統(tǒng)發(fā)育重建產(chǎn)生影響，因此還應(yīng)該構(gòu)建rRNA的二級結(jié)構(gòu)模型，以確定長度保守區(qū)和長度變異區(qū)的界限，有效地判斷不同片段、不同堿基的位置同源性，能夠更加高效地利用序列信息。構(gòu)建rRNA二級結(jié)構(gòu)模型不僅有利于調(diào)整比對結(jié)果，基于模型確定的長度變異區(qū)還可以作為提供分子層面共有衍征的信息來源，為研究系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供新的證據(jù)。已有研究證明，類群特異性插入或缺失、相

4、同的長度變異區(qū)段長度和類群特異性長度擴(kuò)展，都可能成為共有衍征。
　　本研究在正式開始之前，總結(jié)了GenBank中蝽總科rDNA簇的數(shù)據(jù)信息，有9個科有18S rDNA的全長及近全長序列，28S rDNA只有一條近全長序列，ITS沒有數(shù)據(jù)。另外，還總結(jié)了蝽總科的系統(tǒng)發(fā)育格局爭議，在科級階元的系統(tǒng)發(fā)育研究中還存在許多問題。蝽總科在中國已知有8個科的分布，本研究選取了中國分布的蝽總科8科37屬38種構(gòu)成內(nèi)群，選取了緣蝽總科、長蝽總科和紅

5、蝽總科共5科5種作為外群。通過擴(kuò)增測序共得到了34個種的完整rDNA簇序列，9個種的18S rDNA和28S rDNA的全長序列。在二級結(jié)構(gòu)模型方面，結(jié)合本項(xiàng)工作中生成的序列和GenBank中已公布的3科3屬4種的序列，基于Eurydema maracandica rDNA簇序列構(gòu)建了蝽總科SSU nrRNA和LSU nrRNA的二級結(jié)構(gòu)模型。通過序列比對構(gòu)建矩陣，并在二級結(jié)構(gòu)模型的指導(dǎo)下進(jìn)行人工比對。通過構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹和尋找分子共有衍