東洋界奧鍬甲屬的分子系統(tǒng)學(xué)研究（鞘翅目：鍬甲科：奧鍬甲族）.pdf

1、奧鍬甲屬（Odontolabis Hope）隸屬于鞘翅目(Coleoptera)鍬甲科(Lucanidae)奧鍬甲族(Odontolabini)。該屬目前已知約50種（包含亞種），均分布于東洋界。該屬鍬甲不僅具有外部形態(tài)差異顯著的雌雄二型、雄性多型，且存在不同的色斑型，特別是雄性上顎特征常截然不同。這些因性二型、雄性顎型變化及不同色斑型所導(dǎo)致的同種內(nèi)的表型差異，給基于經(jīng)典形態(tài)的物種鑒定和分類帶來(lái)諸多困擾。且屬內(nèi)不同種間的雌性外部形態(tài)、雌

2、雄外生殖器的解剖特征也很相似，進(jìn)一步加劇了該屬分類研究的混亂局面，多個(gè)疑難種團(tuán)的物種界定有待解決。目前還缺少利用分子系統(tǒng)學(xué)研究相關(guān)的方法和技術(shù)來(lái)探索該屬的分類學(xué)問(wèn)題。
　　本研究選取了三個(gè)線粒體基因（COI、16S rDNA和Cytb）以及兩個(gè)核基因(Wingless、CAD)為目的基因，通過(guò)多基因聯(lián)合標(biāo)記，利用RAxML云端網(wǎng)站或者raxmlGUI1.5b1本地軟件、MrBayes等軟件，采用最大似然法、貝葉斯法等方法重建了東洋

3、界奧鍬甲屬18個(gè)代表種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系;同時(shí)也對(duì)中華奧鍬甲種團(tuán)不同地理種群的62個(gè)個(gè)體（Odontolabis sinensis complex包括鞘翅窄圓紅斑的中華奧鍬甲O.sinensis、鞘翅寬三角形黃斑的華美奧鍬甲O.fallaciosa及鞘翅具有二者間過(guò)渡斑型的個(gè)體）進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析;并利用ABGD、GMYC以及PTP方法對(duì)中華奧鍬甲種團(tuán)進(jìn)行了物種界定分析。為了解該屬線粒體基因的進(jìn)化，本研究也對(duì)該屬代表種的線粒體全基因組進(jìn)

4、行高通量測(cè)序及分析。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)共獲得基因序列480條，其中:COI序列112條、16S rDNA序列79條、Cytb序列68條、Wingless序列118條、CAD序列103條。
　　(2)奧鍬甲屬的系統(tǒng)發(fā)育重建顯示:奧鍬甲屬Odontolabis和新鍬甲屬Neolucanus呈姐妹群關(guān)系，支持了前期的相關(guān)研究結(jié)論;二者是奧鍬甲族的重要成員;奧鍬甲屬是一個(gè)單系，其代表種的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映了它們的遺傳分化與其地

5、理分布的關(guān)系密切，即分布于東南亞各個(gè)島嶼的部分代表種形成了獨(dú)立的“島嶼支系”，而跨“大陸-島嶼”間斷分布的部分代表種則聚成了一支。少數(shù)樣本未能獲得有效的16S rDNA、CAD基因序列，進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析時(shí)它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)位置都表現(xiàn)不理想。這可能是由于這兩個(gè)基因序列都較長(zhǎng)、缺失了較多遺傳信息所致。
　　(3)中華奧鍬甲種團(tuán)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及物種界定:系統(tǒng)發(fā)育分析表明在種團(tuán)內(nèi)部分成了三支:華東南的一支（含O.sinensis、O.fall

6、aciosa及二者間過(guò)渡斑型個(gè)體，含來(lái)自安徽、廣西、廣東、貴州雷公山、浙江、湖南、四川、福建的個(gè)體）;而西藏的種群（鑒定為O.fallaciosa tf1）聚為一支;滇西南的種群（鑒定為O.fallaciosa tf2）也始終聚為一支。通過(guò)ABGD、GMYC以及PTP方法進(jìn)行物種界定，均與系統(tǒng)發(fā)育分析具有一致性，沒(méi)有過(guò)分現(xiàn)象。華東南的一支界定為同一個(gè)種，其地理種群間的遺傳距離是0.001～0.027，也進(jìn)一步支持了這些鞘翅色斑不同的個(gè)體

7、均為一個(gè)種，即它們都是O.sinensis的不同色斑型。而西藏、滇西南的種群因樣本量較少，初步考慮與分布在印度的O.cuvera關(guān)系密切。
　　(4)通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)，首次獲得了華美奧鍬甲O.fallaciosa的線粒體全基因組序列，并向GenBank提交了數(shù)據(jù)。其線粒體全基因組的結(jié)構(gòu)組成和密碼子使用情況均符合典型昆蟲的線粒體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其是一個(gè)封閉的雙鏈圓環(huán)結(jié)構(gòu)，由13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因（cox1-3，ND1-6，ATP6、ATP