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弓背蚁属部分种分子系统学研究

作　者: 庞广福
导　师: 秦新民
学　校: 广西师范大学
专　业: 野生动植物保护与利用
关键词: 弓背蚁属 RAPD Cytb基因分子系统发育及进化分子系统学
分类号: Q961
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

蚂蚁,隶属于膜翅目(Hymenoptera),蚁科(Myrmicinae),是典型的社会性昆虫,据统计,全世界已记载的现存蚂蚁共16亚科,296属,9538种。估计全世界的蚂蚁种类总共有15,000种,它们形成一个庞大的动物群体,在陆地生态系统中占有优势地位,而且,蚂蚁体现出高度的社会行为,使的其在进化生物学研究中具有相当重要的位置。本研究以弓背蚁属昆虫为研究对象,应用RAPD技术和PCR扩增线粒体Cytb基因的DNA序列测定技术,运用POPGENE3.1,NTSYSpc2.1,ClustalX(1.83),MEGA3.1,PAUP4.0b4a等软件对数据进行处理分析,从而进行探讨弓背蚁属部分种之间的分类地位和亲缘关系的分子系统学研究,揭示弓背蚁属系统发育及其演化关系,丰富和完善蚁科的分子系统学,具有重要的理论意义,并为研究弓背蚁属昆虫的分子系统研究奠定基础。在所试用的130种随机引物中筛选出可扩增出清晰可辨且稳定的RAPD图谱的引物分别为: S47、S48、S53、S72、S73、S75、S76、S82、S90、S111、S113、S119、S132、S349、S350。15个RAPD引物共扩增到156个位点,其中有145个是多态位点,占总数的92.95%。观测等位基因数(Na)的平均值为1.9295,有效等位基因数(Ne)的平均值为1.4815,Nei’s基因多样性指数(H)的平均值为0.2915,Shannon多态性信息指数(I)为0.4464。弓背蚁属12种昆虫Cyt b基因486bp的序列中,具有明显的A、T偏好性,A+T平均含量为70.8% ,在第三位点表现得更为明显(A+T含量78.9% ),其中183个核苷酸位点发生了变异,占37.7%,序列变异集中在第三位点。在所测得的序列编码的162个氨基酸中有46个发生变异,变异率为28.4%,所有种都含有除Cys外的19种氨基酸,含有Cys的弓背蚁属有三个种是:哀弓背蚁、少毛弓背蚁和平和弓背蚁,外群中也有三个种含有Cys氨基酸,它们是:双齿多刺蚁、敏捷厚结蚁和聚纹双刺猛蚁。应用UPGMA法、MP法、NJ法和ML法构建弓背蚁属部分种的系统发育树表明:不同方法所构建的树中,各支分类单元的组成相同,各支之间的关系也基本一致,说明所采用方法具有较好的可靠性。不同方法得到的发育树可分为3支:杂色弓背蚁、拟光腹弓背蚁、黄斑弓背蚁和弓背蚁.sp1关系较近,组成第一支的第一簇,位于最顶部;尼科巴弓背蚁、弓背蚁.sp2和日本弓背蚁关系较近,组成第一支的第二簇,与第一簇聚合共同组成第一支;哀弓背蚁、少毛弓背蚁和平和弓背蚁关系较近,组成第二支,位于前一支的外侧,并与前两支形成姐妹群;弓背蚁.sp和浅毛弓背蚁关系较近,组成第三支,位于整个弓背蚁属系统树的外侧,与前两支形成姐妹群。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
前言  9-20
  一分子系统学的产生与发展  9-10
  二本研究中应用到的技术（RAPD 和 DNA 序列分析）的基本原理和特点  10-12
    1 RAPD 技术的基本原理和特点  10-11
    2 DNA 序列分析的基本原理和特点  11-12
  三蚂蚁的分类学研究概况  12-20
    1 群体遗传结构和分类学研究  13-16
    2 系统发育和分子进化  16-19
    3 核酸分子系统学研究对象  19
      3.1 昆虫线粒体DNA的组成  19
      3.2 线粒体DNA的系统发育分析优势  19
    4 研究目的  19-20
第一章 RAPD对弓背蚁属部分种的研究  20-29
  1 材料与方法  20-21
  2 RAPD引物的筛选及扩增  21-22
    2.1 引物筛选  21
    2.2 RAPD反应体系  21
    2.3 RAPD扩增产物的电泳检测  21-22
    2.4 实验数据分析  22
  3 实验结果  22-25
    3.1 基因组DNA的检测  22-23
    3.2 引物扩增结果  23-24
    3.3 弓背蚁属间的遗传多样性及聚类分析  24
      3.3.1 遗传多样性  24
      3.3.2 聚类分析  24
    3.4 尼科巴弓背蚁的遗传多样性和聚类分析  24-25
      3.4.1 遗传多样性  24-25
      3.4.2 聚类分析  25
  4 讨论  25-28
    4.1 基因组 DNA 的提取  25
    4.2 弓背蚁属种间聚类结果的分析与讨论  25-26
    4.3 同种不同区域的聚类分析结果的分析与讨论  26
    4.4 RAPD技术的稳定性、重复性及反应条件的优化  26-27
    4.5 RAPD技术用于系统学研究中的适用性  27
    4.6 RAPD技术用于昆虫系统学研究的优越性  27-28
  5 结论  28-29
第二章基于cytb基因序列探讨弓背蚁属12种昆虫的系统发育关系  29-45
  1 材料与方法  29-31
  2 细胞色素b基因序列分析  31-37
    2.1 细胞色素 b 区域 DNA 序列碱基成分分析  31-32
    2.2 Cytb 基因氨基酸基本组成分析  32-33
    2.3 密码子使用频率和相对使用频率分析结果  33-34
    2.4 同义替换(Synonymous)和非同义替换(NonSynonymous)分析  34-35
    2.5 转换与颠换的遗传距离分析  35-37
  3. 系统发育树的构建  37-39
    3.1 最大简约树（MP 树）  38
    3.2 邻接树（NJ 树）  38
    3.3 最大似然树（ML 树）  38-39
  4. 讨论  39-44
  5. 结论  44-45
第三章三个未定种的比较结果  45-46
第四章结论  46-47
参考文献  47-57
致谢  57-58

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