红树林生态系统中食叶昆虫的寄主专一性研究

Mangrove forest is a transition type between terrestrial and marine ecosystem in tropical area, which have important ecological and economical values. The research on host specificity of folivorous insects is lack in mangroves. We will investigate folivorous insect fauna in Qinglan mangrove reserve in Hainan, identify species based on DNA barcodes, and establish the plant-insect food web. The host specificity patterns will be estimated by measuring the effective specialization of four separate guilds including chewing guild, gall guild, leaf-miner guild and leaf sapping guild, and the degree of family-, genus- and species host specificity; moreover, a molecular phylogeny of host plants on family level will be reconstructed based on the backbone of the supertree of the angiosperms, and the phylogeny within family based on genes rbcL，matK and ITS2. The relatedness between host phylogenetic distances with faunal dissimilarity and species distribution will be tested. This research is the first time to investigate the host specificity in mangroves. The checklist of folivorous insects will be generated, which will be beneficial for pests control and biodiversity conservation in mangroves.

红树林是具有陆地与海洋过渡特性的一种特殊热带森林类型，具有重要的生态和经济价值。目前国内外红树林研究中缺乏对食叶昆虫多样性和寄主专一性的系统研究。本项目拟以海南清澜港红树林为研究对象，针对食叶昆虫全面系统采样，基于形态和 DNA条形码技术进行昆虫物种鉴定，建立食叶昆虫物种库和植物与昆虫间的取食网络；分别计算嚼叶类、潜叶类、成瘿类和刺吸类四个昆虫功能集的有效专化性和对植物不同分类阶元（科、属、种）的寄主专一性，分析红树林内部不同功能集之间以及与其它森林类型相比红树林中食叶昆虫的寄主专一性特点；利用 rbcL、matK和ITS2基因并基于被子植物的超级树重建红树林寄主植物的系统发育关系，分析食叶昆虫物种组成与寄主植物系统发生之间的关系。该研究将是国际上首次在红树林进行植食性昆虫寄主专一性研究，并将建立国内首个红树林区域性食叶昆虫物种信息库，为我国红树林的害虫防治和生物多样性保护提供依据。

红树林是具有陆地与海洋过渡特性的一种特殊热带森林类型，具有重要的生态和经济价值。目前国内外红树林研究中缺乏对食叶昆虫多样性和寄主专一性的系统研究。本项目对海南清澜港和东寨港红树林昆虫进行了全面系统采样，共鉴定昆虫71科243种，初步建立了海南红树林昆虫区系，其中鳞翅目类群的物种多样性最高，共29科172种，约占物种总数的70%。在形态鉴定基础上成功测得了125种昆虫的DNA条形码，建立了海南红树林昆虫DNA条形码数据库，确定了为害海南红树林的主要害虫25种。. 项目重点对清澜港红树林蛾类群落组成和群落动态进行了系统监测，共调查采集蛾类19科147种，以夜蛾科物种数最多；蛾类在海南红树林中各个月份均有发现，物种数和个体总数均呈现单峰型，8月份无论是物种数还是个体数量均为全年的最大值，1月份个体数达全年的最低值，3月份物种数为全年的最低值。清澜港红树林食叶昆虫寄主范围从1种到6种不等，其中单寄主昆虫占比64%，跨科取食的比例为36%。昆虫的寄主专一性：潜叶昆虫﹥刺吸昆虫﹥嚼叶昆虫。每种红树植物上的食叶昆虫种类1～18种，其中黄瑾的食叶昆虫种类最多为18种，而取食卤蕨和木果楝仅为1种。红树植物食叶昆虫物种组成的相似性指数为秋茄与桐花树之间最高Jij=0.38。食叶昆虫对寄主植物的有效专化性F=0.61，红树林中食叶昆虫趋向于寡食性。. 基于寄主植物的rbcl基因和昆虫的COI基因，分别构建了红树林植物和取食害虫的的系统发育关系，建立了二者之间的取食联系，食叶昆虫物种组成相似性与寄主植物间系统发育距离之间关系不显著（P<0.36）。红树林中食叶昆虫对寄主的选择不是受寄主植物的系统发育关系所驱动，可能与环境及寄主的化学物质相关。. 经过4年的努力，顺利完成了各项任务指标，初步建立了红树林昆虫名录及其DNA条形码数据库；明确了红树林昆虫群落组成特点及寄主专一性特点，分析了食叶昆虫的寄主选择与寄主植物系统发育的关系，研究结果为红树林害虫防控和生物多样性保护提供了依据。