中国异蚤蝇属雌雄二型DNA鉴别及系统发育研究

As the gigantic genus of Phoridae, Megaselia Rondani is small sizes and sexual dimorphism, more than 60% of which are unisexual species. Many dispute about division of taxa in genus exist in the current classification system, identification and phylogenetic reconstruction have been two important problem to resolve for phoridologists in the world. Due to lack available morphological characters, it is very difficult to resolve these two problems by using traditional morphological methods, and DNA-based identification systems represent a promising approach to resolve this taxonomic impediment. This project will focus on resolving three problems: (1) Using DNA sequences we encode scuttle flies and construct DNA taxonomy data base of the genus Megaselia. It provide quick and accurate species-level identifications, and take a important role in taxonomy, biological control, port quarantine and forensic identification ect. (2) Based on DNA data, we will match male and female individual, resolve some sexual dimorphism identification problems, and clarify confused species. (3) Based on morphologicl characters and molecular data, we discuss systematic position of the genus Megaselia, and phylogenic relationships of two subgenera or eight groups within the genus.

异蚤蝇是双翅目蚤蝇科最大的类群，体型较小，具典型雌雄二型现象，超过60%为单性种类，在此基础上建立的分类系统、属内阶元划分存在较大争议，面临物种鉴定与重建系统发育两大难题，急待解决。由于缺乏有效的形态学鉴别特征，传统分类方法无法完成这一艰巨任务。依靠分子生物学和网络技术发展起来的DNA分类，已经成功应用且快速发展，给成功解决上述难题带来了新的突破点。本项目拟应用分子手段致力于解决以下问题：（1）应用DNA序列编码异蚤蝇，构建异蚤蝇属DNA分类数据库，用于准确、快速的鉴定异蚤蝇种类，发挥其在分类学、生物防治、口岸检疫以及法医鉴定等领域的重要作用；（2）应用DNA数据，将雌雄二型的个体配对，解决部分物种只能靠单雄或单雌鉴别的难题，澄清属内物种存疑问题；（3）应用DNA数据，结合形态学特征，进一步解决异蚤蝇属是否单系、与寡蚤蝇和乌蚤蝇等其他各属，以及内部2亚属和8组的系统发育关系。

异蚤蝇属是双翅目Diptera蚤蝇科Phoridae中最大的类群，体型较小，具典型性二型现象，超过60%为单性种类。在此基础上建立的属内阶元和分类系统存在较大争议，因此面临物种鉴定、雌雄配对与系统发育重建的难题。但形态学上有效鉴别特征的缺乏导致传统分类方法无法完成这一艰巨任务，而依靠分子生物学和网络技术发展起来的DNA条形码技术，已经在国内外快速发展并在相关领域成功应用，给成功解决异蚤蝇属内难题带来了新的突破点。本研究针对传统分类学研究的难点，在传统分类学基础上应用DNA条形码技术对异蚤蝇属物种鉴定、雌雄配对、系统发育关系等方面进行研究。.目前，中国共记载异蚤蝇78种，其中台湾特有种41种，香港1种，大陆地区分布种类有37种。本研究基于COI基因658bp构建了异蚤蝇86种异蚤蝇DNA分类数据库（包括26已知种类，16新纪录种，44未鉴定种），涉及到DNA样品500多头。初步明确异蚤蝇属内各阶元之间的差异标准，种内差异范围为0.00%-4.88%，种间序列差异范围为3.36%-23.77%。结果表明异蚤蝇属的种内、种间差异同其他类群相似，略偏大。同时整合了蚤蝇凭证标本、DNA样品和异蚤蝇模式标本，以及其相关形态学和部分种类的生物地理学、生物学等信息。完成雌雄配对种类42种，并补充雌雄描记，应用LeicaM205A（接DFC450的CCD）拍摄雌、雄特征500多张照片，绘制尾器特征图50多个。.异蚤蝇属的并系性得到分子的证明，属间序列差异的平均值为15.03%，范围为10.92%-22.56%，同异蚤蝇属内种间平均差异（13.12%）比较，范围有一定的重叠，同时在系统发育树中异蚤蝇属种类与栓蚤蝇属种类、栅蚤蝇属种类、伐蚤蝇属种类、栉胸蚤蝇属种类等外群没有明显分开，从分子水平上证明了异蚤蝇属的并系性。异蚤蝇属8组种类在系统发育树中混合在一起，无明显按亚属、组聚为一支的现象，而在形态上存在不同组个体以较高支持率聚为一支的现象，从而证明了异蚤蝇属内8组的形态分类特征并不稳定，存在一定的交叉和重叠现象，也许只能作为形态鉴定的依据，而并非是系统发育关系的真实体现。