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阿蠓属一新种及一中国新记录种(昆虫纲:双翅目:蠓科)

时间:2024-04-03 08:15:02 来源:网友投稿

吴小香,杨 浩,孟祥瑞,李加慧

(海南大学植物保护学院,热带农林生物灾害绿色防控教育部重点实验室,海口 570228)

阿蠓属AlluaudomyiaKieffer,1913隶属于蠓科Ceratopogonidae蠓亚科Ceratopogoninae蠓族Ceratopogonini(虞以新等,2005),是一类捕食性蠓类,雌成虫常捕食摇蚊Chironomidae成虫(Downes,1978),而幼虫栖息在池塘、沼泽、湿地、树洞以及溪流、河流和湖泊等各类水体中(Borkent,2014;Szadziewskietal.,2015),捕食摇蚊、蚊虫Culicidae及铗蠓Forcipomyiaspp.的幼虫(De Meillon and Wirth,1991;Sarkar and Mazumdar,2019)。本属世界性分布,全球已知201种(Borkent and Dominiak,2020),共分为环纹阿蠓种团(theannulatagroup)、多斑阿蠓种团(themaculipennisgroup)、石纹阿蠓种团(themarmoratagroup)、巴维阿蠓种团(theparvagroup)、淡黄阿蠓种团(thexanthocomagroup)和纽节阿蠓种团(thedesmagroup) 6个种团(Wirth and Delfinado,1964;虞以新等,2005)。迄今我国共记录阿蠓32种(虞以新等,2005;聂维忠等,2009;刘仰青等,2011;刘仰青等,2021),隶属于除巴维阿蠓种团和环纹阿蠓种团外的4个种团,其中海南岛共有6种分布,包括多斑阿蠓种团的弯曲阿蠓AlluaudomyiaflexuosaYu &Hao,2005、美岛阿蠓AlluaudomyiaformosanaOkada,1942和边缘阿蠓AlluaudomyiamarginalisWirth &Delfinado,1964,石纹阿蠓种团的柱形阿蠓AlluaudomyiacoluminisLiu,Yan &Liu,1996、龙州阿蠓AlluaudomyialongzhouensisHao &Yu,1991和棘刺阿蠓AlluaudomyiaspinosipesTokunaga,1962(刘金华等,1996)。

环纹阿蠓种团世界记录共15种,8种分布在东洋界(Wirth and Delfinado,1964;Debenham,1971;Giles and Wirth,1984),但此前在我国未曾报道。经过整理鉴定2018年至2021年在海南岛采集的阿蠓属昆虫,本文首次记录环纹阿蠓种团在中国分布,共包括2种,含一新种和一中国新记录种,现对此2种阿蠓进行描述。

研究标本来自2018年至2021年在海南岛灯光诱集的阿蠓成虫酒精浸泡标本。体式显微镜下初步鉴定后参照Bellisetal.(2013)的方法对所有标本进行无损形态基因组DNA提取,随后制作成玻片标本。

形态学方法:本研究使用奥林巴斯SZX16体式显微镜观察标本,进行解剖和制作玻片标本,并通过连接的CCD(DP72)拍摄虫体轮廓和中胸背板,利用生物显微镜XSP-12CA和CCD(YH5001)对玻片标本进行物种鉴定以及各部分显微特征拍照和测量,利用Adobe Illustrator CC 2018和Adobe Photoshop CC 2018进行雄性生殖器绘制。物种的地理分布图使用Arcmap 10.2软件制作完成(Rinner and Voss,2013)。物种描述中形态术语和测量依据Wirth and Grogan(1988)和Szadziewskietal.(2015),翅脉和翅室依据Borkent(2017)。测量数据形式为最小值~最大值(平均值,n=检视标本数量)。模式标本和凭证标本均保存于海南大学植物保护学院昆虫标本馆。

缩写词:触角比(AR),触角鞭节第9~13节总长与鞭节第1~8节总长的比值;
翅前缘脉比(CR),前缘脉长与翅长的比值;
喙头比(P/H),喙长与头高的比值;
触须比(PRⅢ),触须第3节长与宽的比值;
前足跗节比(TRI)、中足跗节比(TRⅡ)、后足跗节比(TRⅢ),前、中、后足第1跗节与第2跗节的长度比值。

DNA条形码:选择线粒体细胞色素C氧化酶亚基1(mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I,CO I)基因作为DNA条形码基因,利用CO I通用引物(LCO1490:5′-GGTCAACAAATCATAAAG ATATTGG-3′,HCO2198:5′-TAAACTTCAGGGTGA CCAAAAAATCA-3′)(Folmeretal.,1994)进行PCR扩增和测序。PCR扩增体系为25 μL,其中2×Mix 12.5 μL,正、反向引物各为0.8 μL,DNA模板2 μL,ddH2O 8.9 μL。PCR反应程序为:94℃预变性3 min;
94℃变性30 s、45℃退火30 s、72℃延伸1 min,35个循环;
72℃最终延伸5 min。获得的8条CO I基因序列均上传至BOLD(http://www.boldsystems.org/index.php)和GenBank(登录号:ON220856-ON220863)。下载已公开的2种阿蠓的CO I基因序列(巴维阿蠓A.parva,GenBank登录号:JN291539,KM901343,KM920687,KR663659,KR953594,KR955895,MG171582;
四斑阿蠓A.quadripunctata,GenBank登录号:KT278187),基于Kimura双参数模型(Kimura-2-Parameter,K2P)(Tamuraetal.,2013),利用MEGA 7.0计算种内和种间遗传距离;
选择Stilobezziaantenalis(GenBank登录号:MG175492.1)为外群,采用邻接法(Neighbor-Joining,NJ)构建系统发育树,并进行自举检验(Bootstrap=1 000)。

2.1 环纹阿蠓种团鉴别特征

翅面多斑,其中r-m脉和r2翅室端部各具1个暗斑,数个小暗斑沿R脉分布,翅后缘有7个暗斑,均压在纵脉上,其中有4个暗斑压在M1、M2、M4和CuA脉近端部,其余3个暗斑分别压在M2、M4脉近基部和A脉端部;
翅面端部通常具大毛;
触角鞭节双色,各节端部常浅色,中部深色,鞭节4~10节基部的浅色环通常较窄;
各足具暗斑或暗色环纹;
雌虫各足爪不相等,1个受精囊,无支囊;
雄性生殖器复杂多样化,通常具踝突。

2.2 拟环纹阿蠓Alluaudomyia pseudannulata Wu & Li sp. nov.(新种)(图1~4、7)

鉴别特征:本新种与环纹阿蠓A.annulata、环足阿蠓A.annulipes具有相似的翅斑和足环纹,雌虫可通过大颚齿数(本种10枚,另2种分别为14和20枚)、中胸背板前缘无深色大斑与另2种区分;
雄虫可通过小盾片上粗鬃数量(本种2根,另2种均为4根)以及本种阳茎中叶中轴呈树状,另2种阳茎中叶中轴无枝突来区分。

物种描述:雌成虫 体长1.94~2.05(1.99,n=2)mm(图1-A)。

头部:头顶黄白色,具11根刚毛;
额顶具一块稍硬化的增厚斑(图2-D);
P/H 0.61~0.67(0.64,n=2)。复眼相接,小眼面间无柔毛。触角(图2-B)柄节、梗节深褐色,柄节外侧具3根刚毛;
鞭节分13节,第1节深褐色,端部浅色,第2~8节各节两端浅色,中部褐色,第9~12节基部褐色,端部浅色,第13节褐色;
触角长0.70~0.76(0.73,n=2)mm,AR 0.83~0.87(0.85,n=2)。触须(图2-B)褐色,基部2节略浅;
第3节长34~52(41,n=2)μm,PRIII1.83~2.00(1.88,n=2),近端部具感觉器窝。大颚齿10枚。

胸部:中胸背板(图1-C)浅黄色,各毛基处可见浅褐色斑点。小盾片浅黄色,前缘和后缘中央各具深色小斑,具3~4根粗鬃。后小盾片浅黄色,后缘中部颜色略深。腹板深褐色。

图1 拟环纹阿蠓Fig.1 Alluaudomyia pseudannulata Wu &Li,sp.nov.注:A,雌虫整体侧面观;
B,雄虫整体侧面观;
C,雌虫胸部背面观;
D,雄虫胸部背面观。Note:A,B,Habitus,lateral view;C,D,Thorax,dorsal view (A,C for female;B,D for male).

翅(图2-A)长1.06~1.22(1.14,n=2)mm,宽0.45~0.52(0.49,n=2)mm,CR 0.57~0.60(0.59,n=2)。翅面略带褐色具明显暗斑;
其中近r-m脉被暗斑覆盖,r2翅室端部具1暗斑斜向下延伸至r3翅室中部,R至R3脉上具8个深色小斑,另有7个近圆形暗斑均压于纵脉上,r3翅室近端部和臀室基部各具1块不明显带状暗斑;
R脉、R3脉、翅缘及翅面近端部1/3着生少量大毛。平衡棒白色,端部浅褐色。

足:各足基节和转节褐色;
股节与胫节多褐色窄纹(图2-C),股节基部约1/3褐色,膝盖浅色;
胫节端部褐色。前足与后足基跗节褐色,中足基跗节两端褐色,中部浅色,其余各跗节浅色。后足胫端鬃7~8根。TRI2.15~2.17(2.16,n=2),TRII2.89~3.05(3.02,n=2),TRIII2.89~2.97(2.94,n=2)。爪发达,皆不等长。

腹部:背板淡黄色,第2~8背板每侧分别具3、4、4、4、5、5和2个深色毛基斑(图3-C)。第1~8腹板褐色。受精囊(图3-A)1个,长椭圆形,长102~108(105,n=2)μm,宽49~51(50,n=2)μm,基部密布透明刻点,具短颈。

雄成虫形态特征与雌性基本一致,不同如下:体长1.77~1.90(1.83,n=3)mm(图1-B)。鞭节第1~10节浅色,具褐色轮毛,第11、12节端部浅色,第13节褐色(图2-E)。大颚齿退化。中胸背板中后部具模糊暗斑(图1-D),毛基色斑较雌性大且色深。小盾片具2根粗鬃。小盾片和后小盾片深色区域面积较雌虫大。翅(图3-B)R脉至R3脉仅具1个深色小斑;
翅面少大毛。爪小,等长。

图2 拟环纹阿蠓Fig.2 Alluaudomyia pseudannulata Wu &Li,sp.nov.注:A,翅;
B,触角和触须;
C,足;
D、E,头(A~D为雌虫;
E为雄虫)。Note:A,Wing;B,Antenna and palpi;C,Legs;D,E,Head (A~D for female;E for male).

图3 拟环纹阿蠓Fig.3 Alluaudomyia pseudannulata Wu &Li,sp.nov.注:A,受精囊;
B,雄虫翅;
C,腹部,侧面观。Note:A,Spermatheca;B,Male wing;C,Abdomen,lateral view.

腹部尾器(图4-A,D)第9腹板长,后缘中部凸起达阳茎中叶的近端部。第9背板长为抱握基节的2/3,基部宽,端部具发达侧突;
尾须发达,着生数根小刚毛。抱握基节基半部粗大,向端部渐细,有发达的腹踝和背踝。抱握端节细长,中等弯曲,端部稍硬化。阳茎中叶(图4-C)硬化,基半部呈宽拱门状,拱臂细长;
拱顶中轴具树状枝突。阳基侧突(图4-D)分离,端部双角突状。

图4 拟环纹阿蠓雄虫腹部尾器Fig.4 Male hypopygium of Alluaudomyia pseudannulata Wu &Li,sp.nov.注:A,尾器,腹面观;
B,尾器(不含阳茎中叶和阳基侧突),腹面观;
C,阳茎中叶;
D,阳基侧突。Note:A,Hypopygium,ventral view;B,Hypopygium exclude aedeagus and parameres,ventral view;C,Aedeagus;D,Parameres.

词源种名是由拉丁词Pseudo-,假的,伪的,和annulata,环纹阿蠓的种名组合而成,词性为阴性。

DNA条形码测序获得了拟环纹阿蠓2头雌虫和3头雄虫的CO I条形码序列(GenBank登录号:ON220856-ON220860),序列长度为658 bp,种内遗传距离为0.000~0.002,种内平均遗传距离为0.001。构建的NJ树(图8)拟环纹阿蠓的所有雌性和雄性个体聚为高支持率(100%)的单系。

图8 基于线粒体CO I序列重建阿蠓属昆虫NJ树Fig.8 Neighbor-Joining tree of the genus Alluaudomyia reconstructed based on mitochondrial CO I sequence注:比例尺为遗传距离;
节点左侧数字为自展值。Note:Scale bar represented genetic distance;Numbers on the left of the nodes were the bootstrap values.

正模:♂,海南省儋州市人民公园西南376 m湖边,19.5038°N/109.5208°E,H 137 m,2021-VI-18,吴小香、何泽华,灯诱,cer1109(该编号为玻片标本号,下同)。副模(2♀2♂):1♂,海南省琼中县湾岭镇,19.1228°N/109.8964°E,H 266 m,2019-VII-28,李春桥,灯诱,cer1057;
1♂,海南省儋州市海南大学儋州校区公寓A-4号南60 m河边,19.5058°N/109.489°E,H 126 m,2020-XI-09,吴小香、杨浩,灯诱,cer1058;
1♀,海南省琼中县黎母山国家森林公园管委会东北815 m河水边,19.1865°N/109.7636°E,H 637 m,2020-XI-20,吴小香、邓斌、何泽华,灯诱,cer1054;
1♀,海南省屯昌县红大岭南255 m草丛,19.3444°N/110.1166°E,H 112 m,2021-V-04,吴小香、邓斌,灯诱,cer1108。

分布国内:海南(琼中、儋州、屯昌)(图7)。

2.3 环足阿蠓Alluaudomyia annulipes Wirth & Delfinado,1964(中国新记录种)(图5~图7)

图5 环足阿蠓Fig.5 Alluaudomyia annulipes Wirth &Delfinado,1964注:A,雄虫整体侧面观;
B,雄虫胸部背面观;
C,受精囊;
D、E,翅;
F,足(A、B、E为雄虫;
C、F为雌虫)。Note:A,Habitus,lateral view;B,Thorax,dorsal view;C,Spermatheca;D,E,Wing;F,Legs (A,B,E for male;C,F for female).

图6 环足阿蠓雄虫腹部尾器Fig.6 Male hypopygium of Alluaudomyia annulipes Wirth &Delfinado,1964注:A,尾器,腹面观;
B,尾器(不含阳茎中叶和阳基侧突),腹面观;
C,阳茎中叶;
D,阳基侧突。Note:A,Hypopygium,ventral view;B,Hypopygium exclude aedeagus and parameres,ventral view;C,Aedeagus;D,Parameres.

图7 海南岛环纹阿蠓种团的物种地理分布Fig.7 Distribution of the annulata group in Hainan island

AlluaudomyiaannulipesWirth &Delfinado,1964:637.Type locality:Songkla,Thailand.

AlluaudomyiaannulipesaustraliensisDebenham,1971.Type locality:Queensland,Australia.

鉴别特征与环纹阿蠓、拟环纹阿蠓色斑相似,本种雌虫可通过大颚齿数量(见拟环纹阿蠓鉴别特征)和宽大的受精囊与另2种区分;
本种雄虫的阳茎中叶具有极长的中轴,可与阿蠓属的其它物种相区分。

物种描述雌成虫

头部:头顶褐色。触角柄节和梗节深褐色;
鞭节分13节,第2、3节浅色,第4~9节两端浅色,中部褐色,第10~12节端部浅色,末节褐色;
触角长0.74 mm,AR 0.86。触须端部2节色深;
第3节长36 μm,PRIII1.89,近端部具感觉器窝。大颚齿20枚。

胸部:中胸背板前缘具深色大斑,两肩淡色,其余皆为浅黄色,各毛基处可见深色小斑。小盾片前缘和后缘中部褐色,其余皆为淡黄色,具 4根粗鬃。后小盾片中后部褐色,其余皆为淡黄色。

翅长1.27 mm,翅宽0.73 mm,CR 0.64。翅斑(图5-D)与拟环纹阿蠓基本一致,但M4脉基部的暗斑更靠近中脉叉,翅面近端部大毛着生位具深色小斑点。平衡棒白色,端部浅褐色。

足:各足基节和转节褐色;
股节和胫节具相间褐纹(图5-F),膝盖浅色。前足与后足基跗节褐色,中足基跗节两端及第4、5跗节略带褐色,其余跗节淡色。后足胫端鬃7根。TRI1.79,TRII2.97,TRIII3.19。爪发达,不等长。

腹部:腹部浅黄色;
第2~8背板每侧各具 3~5个深色毛基斑。受精囊1个(图5-C),椭圆形,长141 μm,无颈,基部有透明刻点。

雄成虫体长1.31~1.55 mm(1.43 mm,n=2)(图5-A)。

基本特征与雌性一致,以下特征不同:中胸背板前缘色斑较深(图5-B)。翅(图5-E)R脉至R3脉仅具1个深色小斑;
翅缘着生稀疏大毛。爪小,等长。第9腹板后缘平直(图6-B)。第9背板长为抱握基节的2/3,侧突发达;
尾须发达(图6-B)。抱握基节细长,具踝突,抱握端节长约为抱握基节的1/2,近中部开始弯曲(图6-B)。阳茎中叶基部窄拱门状,拱顶中轴杆状,极为细长,约为2倍拱高,末端双叉状,向腹面弯曲(图6-C)。阳基侧突分离,细长,基臂短,端部钝圆具一刺状突起(图6-D)。

DNA条形码测序获得了环足阿蠓1头雌虫和2头雄虫的DNA条形码(GenBank登录号:ON220861-ON220863),序列长度为658 bp。环足阿蠓种内平均遗传距离为0.019,种内遗传距离为0.002~0.028。环足阿蠓的雌虫和雄虫除了生殖器不同外,翅斑也存在明显不同,单凭形态特征难以将雄性与雌性个体进行配对,通过测定DNA条形码,构建系统发育树(图8),成功将两性个体成功配对,所有个体聚为高支持率(100%)的一支。

检视标本(1♀2♂)1♀,海南省屯昌县枫木镇,19.2762°N/110.0234°E,H 262 m,2018-XI-04,李春桥,灯诱,cer296;
1♂,海南省琼中县湾岭镇224国道树林边的水渠旁,19.1342°N/109.9055°E,H 359 m,2021-V-16,何泽华,灯诱,cer1130;
1♂,海南省儋州市那大镇云月湖公园224 m湖边,19.5001°N/109.5108°E,H 124 m,2021-VI-18,吴小香、何泽华,灯诱,cer1145。

分布:国内:海南(琼中、儋州、屯昌)(图7)。

国外:马来西亚,泰国,澳大利亚。

表1 阿蠓属种间和种内遗传距离Table 1 Interspecific and intraspecific genetic distance of the genus Alluaudomyia

基于CO I条形码,拟环纹阿蠓的种内遗传距离为0.000~0.002,环足阿蠓为0.002~0.028,与蠓亚科种内差异范围为0.000~0.040相符(Ander,2013;Nielsen and Kristensen,2015),远小于阿蠓种间遗传距离(0.107~0.215),而且最大的种内遗传距离与最小的种间遗传距离不重叠,存在明显的物种间隙,足以区分这4种阿蠓。此外,基于CO I条形码构建的系统发育树,4种阿蠓均各自聚为一枝,与形态学鉴定结果一致。这说明CO I条形码在阿蠓近似种的分类鉴定方面具有较高的应用价值。

部分阿蠓属物种存在明显的性二型性,雌、雄性别的配对较为困难,单纯依靠形态特征进行,通常需检视大量标本,分析采集信息和相关信息,且容易鉴定为不同种(Wirth and Delfinado,1964;Debenham,1971)。本研究中两种阿蠓均存在明显的性二型现象,雌虫与雄虫的翅斑存在明显差异,且雌虫与雄虫采自不同地点,仅依靠形态特征难以完成雌雄配对。本研究通过测定CO I 条形码成功实现不同性别个体配对,证明DNA条形码技术可以解决性二型的物种不同性别配对的难题。

致谢:感谢海南大学林晓丹博士绘图过程中给予指导,感谢中山大学贾凤龙教授、张丹丹副教授对本文提出的宝贵意见。

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