结合DNA条形码技术与形态学探究意大利南部筛蛾科物种多样性

【字体: 时间:2026年03月11日 来源:Diversity 2.1

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  本文首次对意大利南部的筛蛾科昆虫进行了整合分类学研究,通过DNA条形码(COI基因片段)结合雄性外生殖器解剖,对来自卡拉布里亚和巴西利卡塔地区的标本进行分析,确定了10个物种单元,包括多个区域性新记录,揭示了地中海地区该科物种的多样性仍被低估,并证实了综合分类学方法在厘清这类形态相似微小蛾类中的有效性。

  
引言
筛蛾科是鳞翅目下的一类微小蛾类,其外部形态通常不显著且种间相似度高,仅依赖外部特征进行可靠鉴定极为困难。然而,该科物种的雄性外生殖器形态差异显著,成为物种水平鉴定的关键依据。其幼虫生活习性多样,通常在开花草本或小灌木上取食,成虫多活动于夏季,常见于开阔生境,许多种类(尤其是雄性)易被灯光吸引。全球已知约925种筛蛾,其中欧洲记录有201种。意大利已报道62种,但南部地区的多样性研究相对缺乏,分子数据尤为稀少。本研究旨在通过DNA条形码技术,结合传统形态学鉴定,填补意大利南部筛蛾科物种多样性的知识空白,丰富全球分子参考库,并评估该方法在该类群中的应用效果。
材料与方法
研究材料采集自意大利南部的卡拉布里亚和巴西利卡塔地区。与多数欧洲筛蛾具有趋光性的普遍认知不同,本研究中的标本大多是通过在白天检查植被或花朵收集的,仅少数通过紫外LED诱虫灯捕获。从每只标本上取下一到多条腿用于DNA提取,送至加拿大生物多样性基因组学中心,遵循标准流程在PacBio Sequel平台上进行SMRT测序,以获得细胞色素c氧化酶亚基I(COI)基因的标准5'端条形码区域序列。测序后,生成的DNA序列上传至生命条形码数据库(BOLD)系统。所有29个研究标本均保存在意大利农业研究与经济学委员会林业与木材研究中心的鳞翅目收藏中。在DNA条形码分析后,对同一批标本进行了雄性外生殖器解剖,形态鉴定主要遵循Bengtsson的分类体系。序列通过与BOLD数据库中的记录进行比对来鉴定,并自动分配一个条形码索引号(BIN),该编号是基于算法的框架,将相似条形码序列归为一组,在多数情况下对应物种级实体。物种归属基于序列相似性百分比以及对使用Kimura 2-参数模型构建的BOLD分类单元树(包含100个最相似序列)的检查。研究还检索了BOLD中来自欧洲和地中海地区的所有公开序列,并利用MEGA11软件构建了邻接树以分析系统发育关系。
结果
在分析的29个标本中,有28个成功获得了长度为602-658 bp的DNA条形码序列,这些序列聚类为10个不同的BIN。外生殖器解剖确认了其中9个物种的形态学鉴定。研究结果显示,除了为研究区域描述的Scythris aspromontis外,其余物种均代表了不同地理尺度上的动物区系新记录。其中,Scythris dissitella是首次在意大利大陆记录,而Scythriscf. tabidella如鉴定确认,将是首次在意大利记录。此外,Scythris adustellaS. clavella是意大利南部的新记录,Scythris inertellaS. tenuivittellaS. terrenellaS. pascuellaS. bolognella则是卡拉布里亚地区的新记录。研究还发现了三个新的BIN,丰富了该科的全球参考库。值得注意的是,归属于Scythris inertella的标本所在的BIN,与包含其他被鉴定为inertella标本的BIN之间存在2.24%的遗传距离,但外生殖器解剖确认了其鉴定,这提示该物种可能存在BIN分裂,有待对另一BIN中的标本进行形态学确认。更显著的是,被鉴定为Scythriscf. tabidella的标本所在的BIN(BOLD:ACW1550),与另一个包含tabidella标本的BIN(BOLD:AGP9875)之间存在3.5%的遗传距离。虽然其外生殖器整体结构与S. tabidella相似,但第八腹板(8th sternite)远端部分显示出明显的形态差异,具有两个显著且突出的叶突,而这在真正的S. tabidella中是不存在的。这种一致的形态差异加上显著的遗传距离表明,这些标本可能代表了grandipennis种组内的一个潜在新物种,需要进一步的分类学研究。
讨论
本研究是首次对意大利南部的筛蛾科昆虫进行的分子调查,也是地中海地区为数不多的相关研究之一。独特BIN的存在以及在某些情况下匹配序列的缺乏表明,该科在意大利南部的实际多样性仍被低估。DNA条形码技术成功识别出10个BIN,其中三个是BOLD中新建的,从而丰富了该科的全球参考库。特别值得注意的是,我们提供了Scythris dissitella在意大利大陆的首次记录(也是地中海地区的第二条序列),很可能提供了Scythriscf. tabidella在意大利的首次记录,以及S. adustella在意大利南部的首次记录及其首条序列。在采集方法上,尽管已知大多数欧洲筛蛾具有趋光性,但我们相当一部分标本是在白天通过检查植被或花朵采集的,这凸显了在24小时周期内进行采样对于拦截大多数物种的重要性。本研究中最值得关注的记录包括Scythris dissitellaS. adustellaS. clavellaS.cf. tabidella。其中,Scythriscf. tabidella所表现出的分子与形态差异,提示了潜在的新物种,值得深入探究。综上所述,这项研究有助于增加对意大利南部筛蛾科的了解,该科因其高比例的特有物种及其成员提供的授粉等生态系统服务,在生物多样性方面具有特殊重要性。研究结果也证实了结合DNA条形码和形态学的整合分类学方法,在厘清这类形态相似的微小蛾类多样性方面的有效性。
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