西北农林科技大学 植物保护学院

学院新闻

我的位置: 首页> 学院新闻

魏琮教授团队在蝉科昆虫进化生物学方面取得新进展

作者:   来源:科研办   发布日期:2017-11-17  浏览次数:

  近日,植物保护学院魏琮教授科研团队关于东亚地区斑透翅蝉 Hyalessa maculaticollis 不同地理种群形态变异、遗传分化、鸣声结构分化及谱系地理研究取得新的研究成果在昆虫学顶尖期刊《Systematic Entomology》在线发表。该论文题目为Morphological variation, genetic differentiation and phylogeography of the East Asia cicada Hyalessa maculaticollis (Hemiptera: Cicadidae),植保学院博士生刘雲祥为第一作者,魏琮教授为通讯作者。这是魏琮教授在以第一作者在《Systematic Entomology》发表2篇论文后,以通讯作者在该刊发表的第三篇论文。《Systematic Entomology》是目前SCI收录的93种昆虫学期刊中,影响因子仅次于综述性年刊《Annual Review of Entomology》的顶尖杂志,2016年度影响因子为4.474。

  斑透翅蝉 H.maculaticollis 是蝉科昆虫中分布较为广泛的物种之一,在东亚大陆、朝鲜半岛及日本群岛的低山及丘陵地带都有分布。该物种的外部形态及外生殖器变异复杂、鸣声分化多样,相关的前期研究主要限于传统形态学分类方面,但相关研究结果难以揭示该物种不同地理种群的分化程度及谱系地理,该物种与其他近缘物种的系统关系也长期存在争议。鉴于此,魏琮教授团队综合采用形态学、分子系统学、生物声学和谱系地理学等研究方法,对该种及近缘“物种”的外部形态分化、外生殖器结构变异、遗传多样性、种群结构、雄性求偶鸣声分化、谱系地理关系及种群历史动态等进行了研究。

斑透翅蝉分布格局(A)、种群遗传结构(B)、系统发育(C)、鸣声结构分析(D)与比较(E)

  该团队研究结果表明,斑透翅蝉不同地理种群的形态变异和遗传分化非常显著,但各地理种群形态变异与遗传分化之间关系密切;其地理种群主要分化为中国和日本两大支系,冰期气候波动对种群分化具有显著影响,秦岭和四川盆地周边山地生境为其潜在的冰期避难所;冰期后,东海陆桥的淹没阻碍了东亚大陆种群和日本种群的基因交流,而秦巴山区、四川盆地周边山系及长江、黄河冲击成的大峡谷导致了中国大陆种群的分化。中性检测和错配分布分析结果表明,分布于秦岭以北的种群曾经历过扩张;而分布于华东地区的种群具有较高水平的单倍型多样性和核酸多样性,且该地区适合该物种的生存、繁衍,不同种群间的基因交流频繁。另外,基于形态变异、遗传分化、鸣声结构分析以及生物声学实验研究结果,揭示出暗透翅蝉 H. fuscata 与斑透翅蝉 H. maculaticollis 为同一物种,前者为后者的同物异名。这些研究结果在解决了长期阻碍蝉科昆虫系统学研究诸难题的同时,为进一步深入开展东亚地区其他昆虫的物种分化、系统演化、地理分布格局形成及谱系关系等研究提供了新的信息。

  该研究得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费项目的资助。

  论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/syen.12276/full