PBL模式生物化学论文提纲

论文题目：中国明亮熊蜂复合种鉴定及系统发育分析

摘要：熊蜂属Bombus昆虫适应寒冷气候,其同一种体色多变或不同种趋同进化,分布范围广泛,是研究隐存种形成和生物地理等较为理想的模式生物。随着分子生物学技术的快速发展,DNA所携带的遗传信息能够为隐存种鉴定提供有效依据。熊蜂雄性头部下唇腺分泌物（Cephalic Labial Gland Secretions,CLGS）具物种特异性,能够辅助鉴别不同物种,尤其对隐存种发现、近缘种鉴别等具有重要意义。在15个熊蜂亚属中,真熊蜂亚属Bombus s.str.内存在较多隐存种,其中,明亮熊蜂复合种是一个典型例子。先前关于明亮熊蜂复合种的分类学研究主要集中在欧洲,国内相关的研究较少,物种鉴别长期存在争议。本研究以中国明亮熊蜂复合种为研究对象,采用分子生物学、形态学和生物化学方法,对其物种组成、形态特征、雄性化学信息素和系统发育关系等进行研究,旨在明确中国明亮熊蜂复合种物种组成、分类地位及系统发育,为深入研究相关类群的资源保护和农业授粉应用奠定基础。主要研究结果如下:（1）基于线粒体COI条形码序列的中国明亮熊蜂复合种分析从GENBANK下载和标本扩增共获得262条COI序列,序列范围覆盖了中国境内大部分明亮熊蜂复合种,共获得明亮熊蜂复合种COI序列单倍型114条。利用系统发育软件BEAST、Mr Bayes和物种界定软件b GMYC、ABGD对COI单倍型进行分析,结果表明,中国明亮熊蜂复合种共含5个种（地熊蜂B.terrestris、明亮熊蜂B.lucorum、隐熊蜂B.cryptarum、长翅熊蜂B.longipennis、新种B.sp.）,发现1个可能的新种。（2）基于形态学的中国明亮熊蜂复合种分析基于测量明亮熊蜂复合种雌性（Ⅰ）胸部上方毛领（Collar）的宽度、（Ⅱ）毛领延伸至左侧翅基下方的长度、（Ⅲ）毛领延伸至右侧翅基下方的长度和（Ⅳ）翅形状,共4个形态指标。单因素方差分析（one-way MANOVA）结果表明,毛领不同部位的线性距离（Ⅰ-Ⅲ）差异不能很好的用于区分复合种,测量值间存在较多重叠。基于翅形状的典型变量分析结果表明,所测量的83头明亮熊蜂复合种标本可划分为5个类群,且各类群距离较远。该聚类结果与基于COI序列的聚类结果相似,这5个类群分别对应上述5个种:地熊蜂、明亮熊蜂、隐熊蜂、长翅熊蜂、新种。基于前翅地标点数据的马氏距离分析结果表明,5个种两两间存在显著差异（P＜0.001）;而基于普氏距离的分析结果表明,除明亮熊蜂与长翅熊蜂、隐熊蜂这两组的距离无显著差异外（P＞0.05）,其余种间翅脉的普氏距离均达显著差异（P＜0.05）,因此,翅脉的几何形态学证据也支持新种的存在。（3）基于雄性头部下唇腺分泌物的中国明亮熊蜂复合种分析利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对明亮熊蜂复合种雄性头部下唇腺分泌物成分进行分析,结果表明,明亮熊蜂复合种雄性头部下唇腺共含60种化合物。基于下唇腺分泌物成分及含量的聚类分析结果将明亮熊蜂复合种划分为5个类群。PERMANOVA两两比较结果表明,除隐熊蜂外,新种与其它3个种（地熊蜂、长翅熊蜂和明亮熊蜂）下唇腺分泌物成分均存在显著性差异（P＜0.01）。通过指示值（Ind Val）方法确定化合物油酸乙酯（Ind Val=0.86）和（Z）-9-二十三烯（Ind Val=1.00）为新种的指示化合物,其中,油酸乙酯也是新种下唇腺分泌物的主要成分,利用该化合物可鉴别新种与隐熊蜂以及其他3个种。（4）中国明亮熊蜂复合种系统发育分析基于COI、16S、PEPCK、Opsin基因序列的系统发育分析表明,地熊蜂、明亮熊蜂、隐熊蜂、长翅熊蜂、新种均为单系群,其单系性均有较高的支持度,其中,长翅熊蜂与明亮熊蜂互为姊妹种、新种与小峰熊蜂B.hypocrita互为姊妹种。分歧时间估计结果表明,5个单系群的最近共同祖先起源时间在上新世早期（5.1 Ma）,物种分化时间由远及近分别为:明亮熊蜂（1.1 Ma）、隐熊蜂（0.8 Ma）、地熊蜂（0.7 Ma）、长翅熊蜂（0.3 Ma）、新种（0.3 Ma）。新种发现于我国新疆,主要分布在天山南脉腹地的高寒山区,海拔范围1383-2569 m。我们推测,可能受全球气候变暖影响,新疆夏季极端高温和冬季气温的明显上升,导致熊蜂这类寒冷适应性昆虫逐渐向高纬度、高海拔地区迁移,同域分布的子群间形成生态位分离,继而建立生殖隔离、形成基因库的分离而形成新种。

关键词：复合种;DNA条形码;多基因联合分析;雄性头部下唇腺分泌物;翅几何形态学

学科专业：特种经济动物饲养

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 隐存种

1.1.1 隐存种的定义

1.1.2 隐存种形成机制

1.1.3 隐存种多样性的意义及影响

1.2 DNA序列在隐存种鉴别中的应用

1.2.1 DNA分子标记

1.2.2 物种界定

1.3 形态学在昆虫分类研究中的应用

1.4 熊蜂概述

1.4.1 熊蜂的起源和演化

1.4.2 熊蜂的区系分布

1.4.3 雄性信息素在熊蜂分类的应用

1.5 明亮熊蜂复合种研究概况

1.6 本研究的目的和意义

第二章 基于线粒体COI条形码序列的中国明亮熊蜂复合种鉴定研究

2.1 材料与方法

2.1.1 样品信息

2.1.2 目的DNA提取、扩增、测序

2.1.3 序列分析

2.1.4 种的界定

2.2 结果与分析

2.2.1 序列特征、遗传距离

2.2.2 物种界定

2.3 讨论

第三章 基于形态学的中国明亮熊蜂复合种鉴定研究

3.1 材料与方法

3.1.1 样品信息

3.1.2 实验器材

3.1.3 几何形态学分析

3.1.4 线性形态测量分析

3.2 结果与分析

3.2.1 左前翅几何形态差异分析

3.2.2 线性形态测量差异分析

3.3 讨论

第四章 基于雄性头部下唇腺分泌物的中国明亮熊蜂复合种鉴定研究

4.1 材料与方法

4.1.1 样品信息

4.1.2 试剂、耗材和仪器

4.1.3 气相色谱-质谱联用分析

4.1.4 气相色谱分析

4.1.5 数据分析

4.2 结果与分析

4.2.1 雄性头部下唇腺分泌物成分、含量

4.2.2 指示化合物

4.2.3 雄性头部下唇腺分泌物种间成分差异显著性分析

4.3 讨论

4.3.1 雄性头部下唇腺分泌物种间成分差异影响因素

4.3.2 雄性头部下唇腺分泌物微量成分在物种鉴别中的重要性

第五章 基于多基因的中国明亮熊蜂复合种系统发育研究

5.1 材料与方法

5.1.1 分子标记选择、PCR扩增、测序

5.1.2 系统发育分析

5.1.3 分化时间估计

5.2 结果与分析

5.2.1 系统发育关系

5.2.2 分化时间估计

5.3 讨论

第六章 全文结论

参考文献

致谢

作者简历