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青岛胶东国际机场区域美根寄蝇属新记录
作者:刘迪 王巧黎 滕新栋
刘迪 王巧黎 滕新栋
摘 要 本文拟对青岛胶东国际机场区域捕获的蝇类进行鉴定。实验首先进行形态学鉴定,再提取蝇类基因组DNA,利用基于线粒体COⅠ基因的DNA条形码技术进行分子鉴定,从比对结果中选取序列相似度高的5种蝇类序列构建系统进化树。结果显示,该蝇类在形态学鉴定上属于暮美根寄蝇,序列与GenBank中暮美根寄蝇(登录号:KX844373.1)COⅠ基因序列同源性为98.73%,判断此次捕获蝇类为暮美根寄蝇。查阅文献发现为山东省首次报道,故此次青岛胶东国际机场区域捕获的暮美根寄蝇为山东省新记录种。
关键词 青岛胶东国际机场;新记录;美根寄蝇属;暮美根寄蝇
A New Record of Meigenia in Qingdao Jiaodong International Airport Area
LIU Di 1 WANG Qiao-Li 2 TENG Xin-Dong 1*
Abstract This paper aims to identify flies captured in Qingdao Jiaodong International Airport area. Firstly, the flies were identified by morphological method, then genomic DNA was extracted, and molecular identification was carried out using DNA barcoding technique based on mitochondrial COⅠgene. The phylogenetic tree was constructed by selecting 5 species of flies with high sequence similarity from the comparison results. Morphological identification indicated that the flies belonged to Meigenia mutabilis, and the COⅠgene sequence of these flies was 98.73% homologous to Meigenia mutabilis in the GenBank (accession number: KX844373.1). It was the first report in Shandong province by literature review. Therefore, the Meigenia mutabilis captured at Qingdao Jiaodong International Airport area was newly recorded in Shandong Province.
Keywords Qingdao Jiaodong International Airport; new records; Meigenia; Meigenia mutabilis
寄蝇科(Tachinidae)隶属于双翅目昆虫,物种丰富,生态地位重要,目前已知全世界有1477属,8592种[1],占世界已知蝇类总数的11%左右。寄蝇科幼虫寄生于昆虫及其他节肢动物幼虫体内,其中多为农、林、果菜有害昆虫,因而又被称为“天敌昆虫”,在保护农林牧草、构建生态群落及维持森林草原等生态系统的稳定方面发挥着重要作用。我国横跨古北、东洋两大动物地理界,寄蝇分布广泛,因成虫喜湿,因此在靠近河谷、空气湿度大以及植被密集的地区较易发现。其中,美根寄蝇属(Meigenia Robineau-Desvoidy)隶属于寄蝇科(Tachinidae)追寄蝇亚科(Exoristinae)卷蛾寄蝇族(Blondeliini),中国已知有6种,主要分布于古北区、东洋区和新北区[2]。主要宿主为鞘翅目,包括叶甲科、跳甲科及毒蛾科,因而对叶甲、跳甲和舞毒蛾有一定的防治作用。美根寄蝇属区别于其他寄蝇的主要形态特征是:前胸侧板被毛,眼后鬃后方被黑毛,触角芒基部1/4~1/3加粗,肩胛3根基鬃排列于一条直线;腹部第2背板基部中央凹陷伸达后缘,第3~5背板具中心鬃。
寄蝇是双翅目昆虫中高度进化的一个类群,寄蝇科具有物种多样性强、形态结构复杂、个体差异突出等特点,因而形态鉴定难度高,且过去对于寄蝇的研究不足,不同的种类可能具有相同的名称,而相同的物种也可能具有多个不同的名称,因此经验缺乏的鉴定人员极易给出错误的鉴定结果。基于DNA的分子工具相比于传统的形态学鉴定技术具有更高的灵敏度和性能,在这些分子工具中,DNA条形码技术已被认为是检测和鉴定不同物种的标准化通用方法[3]。DNA条形码技术以线粒体COⅠ基因中一段658 bp的序列为基础,作为一种物种快速分类鉴定及进化发育分析的新方法,已经在寄蝇科物种的鉴定及进化研究中得到应用[4-5],可以有效提高鉴定结果的准确性。本研究通过形态学鉴定及DNA条形码鉴定相结合的方法对青岛胶东机场区域蝇类监测过程中捕获的蝇类进行鉴定。
1 材料与方法
1.1 标本采集
采集方法:准备吊挂式捕蝇笼并组装,在每个捕蝇笼的诱饵盘里放置臭海鱼块,在青岛胶东国际机场周边野生环境布放,晨放晚收。
采集生境:主要采集环境有河边、灌木丛、树林等植被丰富的区域。采集时间为2023年7月。
1.2 形态学鉴定
将捕获的蝇类在实验室内制作为标本,在体视显微镜下对蝇类的头胸腹等形态特征进行观察,参照文献[6-7]及《中国动物志》(昆虫纲 第二十三卷)进行蝇类分类鉴定。
1.3 DNA条形码鉴定
取蝇类的一条后足,线粒体DNA按照核酸提取试剂盒(Takara公司)说明书的要求进行提取。PCR扩增及扩增产物分析参照文献进行[8]。测序所得序列经DNAman软件分析处理后通过NCBI网站的Nucleotide BLSAT功能进行比对。
1.4 NJ进化树构建与分析
从比对结果中选择与该捕获蝇类COⅠ基因序列相似度较高的5种蝇类序列,与该序列同时导入Mega11软件,多序列比对后采用邻接法构建NJ系统发育树(neighbor-joining tree)。
2 结果
形态学鉴定结合分子鉴定结果显示,本次捕获蝇类为暮美根寄蝇(Meigenia mutabilis Fallen )。
2.1 形态学鉴定
体视显微镜下观察,此次捕获的蝇类体型小,体色为黑色;间额、翅肩鳞、前缘基鳞为褐色;下颚须、足黑色。头侧面观半圆形,复眼裸;触角第3节为第2节长的1.6~2倍,其宽度窄于侧颜,额鬃有5~6根下降侧颜达触角芒基部水平,后头在眼后鬃的后上方被黑色小毛,中鬃3+3,背中鬃3+3,翅内鬃1+3,肩胛3根基鬃排成一直线,小盾端鬃平行排列向上方伸展,侧鬃缺如,两亚端鬃之间的距离小于亚端鬃至基鬃的距离。腹部第2背板基部凹陷伸达后缘,第3~5背板覆浓厚的灰黄色粉被,仅在背板后缘具三角形黑斑,第3背板、4背板各具1对中心鬃,第5背板具心鬃和缘鬃2~3行,肛尾叶较窄,侧尾叶向前呈弓形弯曲,末端尖。体长4~5 mm(图1)。根据这些特征初步判断此次捕获的蝇类为暮美根寄蝇。
杂色美根寄蝇(Meigenia dorsalis Zetterstedt)、三齿美根寄蝇(Meigenia tridendata Mesnil)均为暮美根寄蝇的近似种。杂色美根寄蝇胸部黑色,具3黑色纵条,其中1条较宽;腹部黑色覆黄灰粉被,背面有1 黑纵条,第3背板两侧具发达的棕黄花斑。三齿美根寄蝇复眼被毛、触角芒裸,胸部黑色,背面具5个黑纵条,中间3个在盾沟后方愈合;腹部黑色,两侧具不明显的红黄色斑,各背板仅基半部覆浓厚的灰白色粉被,端半部黑色,第3、4背板沿背中线两侧具较大三角形的黑斑,内侧互相愈合。与这些近似种相比,暮美根寄蝇不具有这些特征,因而可以区分。
A. 背视图; B. 侧视图; C. 头部背视图
图1 暮美根寄蝇体视显微镜图
Fig.1 Stereomicroscope image of Meigenia mutabilis
2.2 基因测序及序列比对
PCR扩增产物测序后得到全长658 bp的序列。测序所得序列在GenBank中比对结果显示,样本序列与GenBank中的暮美根寄蝇(登录号:KX844373.1)COⅠ基因相似性为98.73%。
2.3 NJ进化树构建与分析
从比对结果中选择与该样本序列相似度较高的5种蝇类序列:暮美根寄蝇(Meigenia mutabilis,KX844373.1),杂色美根寄蝇(Meigenia dorsalis,KX844266.1),天使尖寄蝇(Belida angelicae,KR395207.1),三齿美根寄蝇(Meigenia tridentata,OM037635.1),黄足突额寄蝇(Biomeigenia flava,NC 072697.1),具体信息见表1。有效序列经分析处理后,使用MEGA 11软件采用邻接法构建NJ进化树,进一步确定分子鉴定的结果。结果显示样品序列与暮美根寄蝇序列形成一个单系,与近似种蝇类显著区分开,证明本次捕获的蝇类为暮美根寄蝇(图2)。
表1 蝇类样本COⅠ基因相似性比对结果
Table 1 Comparison results of COⅠgene similarity in flies
样本序号 | 物种名 | 相似度 (%) | GenBank号 |
1 | (Meigenia mutabilis Fallen) | 98.73 | KX844373.1 |
2 | (Meigenia dorsalis Meigen) | 98.10 | KX844266.1 |
3 | (Belida angelicae Meigen) | 95.26 | KR395207.1 |
4 | (Meigenia tridentata Mesnil) | 94.62 | OM037635.1 |
5 | (Biomeigenia flava Chao) | 92.38 | NC072697.1 |
图2 基于COⅠ基因序列构建的系统发育树
Fig.2 Neighbour-joining tree constructed based on COⅠ sequence
3 讨论
寄蝇在世界上几乎所有的陆地环境中都有发现,包括沙漠、森林、草原、山脉、苔原等。在某些特定的栖息地,寄蝇占很大比例。青岛胶东国际机场位于山东省青岛市胶州市,东经120°5′,北纬36°22′。青岛胶东国际机场属于临海机场,且周边分布着大沽河、胶莱河及洋河三大水系,水文资源丰富。气候属于暖温带大陆性季风气候,气候温和,降水丰沛。海洋环境的调节以及气候条件的影响,使得该区域四季分明、空气湿润,植被丰富,适合蝇类生存及繁殖。此前,青岛胶东国际机场区域的蝇类监测也曾捕获常见蝇类4科12属13种以及东北广口蝇等[8-9],但未曾有寄蝇捕获的报道。
目前国内已发现多种美根寄蝇属蝇种,包括大型美根寄蝇、三齿美根寄蝇、丝绒美根寄蝇、杂色美根寄蝇及褐瓣美根寄蝇等,主要分布于辽宁、吉林、北京、山西、贵州等地[10-13]。经查阅资料,暮美根寄蝇主要分布于欧洲北部到苏格兰、爱尔兰、巴勒斯坦、俄罗斯及蒙古国。之前在俄罗斯及日本有捕获。我国国内仅在对北京百花山国家级自然保护区寄蝇科昆虫的调查过程有发现[14],山东省未见该蝇种相关报道,此次捕获的暮美根寄蝇为山东省新记录种。
暮美根寄蝇在青岛胶东国际机场区域出现的原因尚不可知,分析可能与该区域的地理环境有关。此次监测的区域有河流经过,且植被茂密,是良好的寄蝇栖息环境。因此,该区域可能还有其他寄蝇科物种生存,但此次监测并未捕获。对该区域寄蝇种类的进一步调查有助于了解山东省寄蝇科昆虫的物种组成、分布规律及其进化特征,探索寄蝇科物种的形成条件和机制,为山东省寄蝇科研究及物种多样性保护提供更多资料。另外,可有助于了解寄蝇的生活习性,人工繁育并用于防治害虫,保护农作物和经济树木,产生更大的经济价值。此前有文章提出采集方法可能会导致捕获寄蝇的种类和数量有所差异[1],因此提高监测频率、扩大监测区域及采取多样化的蝇类监测方法是下一步的工作重点。
参考文献
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基金项目:山东省重点研发计划重大科技创新工程(2021CXGC011306)
第一作者:刘迪(1995—),女,汉族,山东潍坊人,硕士,主管技师,主要从事病原体检测及病媒生物鉴定工作,E-mail:liudi7979@163.com
通信作者:滕新栋(1987—),男,汉族,山东青岛人,博士,副主任技师,主要从事病原体检测及病媒生物鉴定工作,E-mail:tengxindong@163.com
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