天津地區(qū)廣斧螳基于形態(tài)和分子數(shù)據(jù)的鑒定

王浩，張丹麗，韓佩瑾，運(yùn)麗佳，焦克龍，崔新儀，胡奇

（1.天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津300384；2.南開(kāi)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津300071）

天津地區(qū)廣斧螳基于形態(tài)和分子數(shù)據(jù)的鑒定

王浩1，張丹麗2，韓佩瑾1，運(yùn)麗佳1，焦克龍1，崔新儀1，胡奇1

（1.天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津300384；2.南開(kāi)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津300071）

首次記錄廣斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）在天津地區(qū)的分布，并首次在GenBank上傳正確的廣斧螳線(xiàn)粒體基因COI序列片段（KR154223），也是國(guó)內(nèi)首次提供廣斧螳基于形態(tài)特征、測(cè)量數(shù)據(jù)和分子數(shù)據(jù)的鑒定依據(jù).

廣斧螳；形態(tài)特征；分子鑒定；天津新紀(jì)錄

廣斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）分類(lèi)學(xué)上隸屬于螳螂目Mantodea、螳科Mantidae、螳亞科Mantinae、斧螳屬Hierodula，在國(guó)外主要分布于日本、菲律賓、印度尼西亞（爪哇）及中美洲等國(guó)家和地區(qū)[1-2]，在我國(guó)主要分布于北京、河北、山東、陜西、浙江、江蘇、上海、四川、貴州、福建、廣東、海南、內(nèi)蒙古、遼寧、安徽、河南、湖北、江西、廣西、西藏、重慶、寧夏、吉林、黑龍江、湖南、云南、甘肅、臺(tái)灣等省、直轄市和自治區(qū)[2-5]，本研究首次紀(jì)錄廣斧螳在天津地區(qū)的分布.廣斧螳是重要的資源昆蟲(chóng)，在生物制藥、捕食性天敵、食品研發(fā)與文化藝術(shù)等領(lǐng)域都有重要的利用價(jià)值，國(guó)內(nèi)外對(duì)于該種昆蟲(chóng)的生物行為學(xué)、天敵利用、藥用價(jià)值和人工飼養(yǎng)等方面都進(jìn)行過(guò)較為廣泛的研究[6-11]，但尚未有基于DNA條形碼技術(shù)的分子水平的相關(guān)報(bào)道.為了準(zhǔn)確識(shí)別該物種，本研究為國(guó)內(nèi)首次提供廣斧螳基于形態(tài)特征、測(cè)量數(shù)據(jù)和分子數(shù)據(jù)的鑒定依據(jù)，為廣斧螳的進(jìn)一步研究利用和人工飼養(yǎng)等提供參考.

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

在2014年3月至2015年3月期間，于天津市南開(kāi)區(qū)、津南區(qū)、西青區(qū)的野外草叢、灌木叢、菜地、果樹(shù)等生態(tài)位上采集廣斧螳所產(chǎn)的卵鞘、不同齡期若蟲(chóng)、成蟲(chóng)等活體標(biāo)本，采集時(shí)均留下部分物種以維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡.所采標(biāo)本帶回天津農(nóng)學(xué)院植保系昆蟲(chóng)飼養(yǎng)室后置入養(yǎng)蟲(chóng)罐中，在室溫下進(jìn)行人工飼養(yǎng)，對(duì)部分活體標(biāo)本進(jìn)行速凍保色后，分別進(jìn)行干制標(biāo)本制作和90%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇浸液保存.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 形態(tài)數(shù)據(jù)獲得

使用Olympus顯微照相系統(tǒng)對(duì)廣斧螳干制標(biāo)本基于形態(tài)特征進(jìn)行檢視、鑒定和拍照，并測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù).

1.2.2 分子數(shù)據(jù)獲得

解剖提取天津地區(qū)采集的廣斧螳乙醇浸制標(biāo)本胸部少量的肌肉組織，使用CW0546動(dòng)物組織基因組DNA提取試劑盒（康為世紀(jì)公司）提取總DNA.選用通用引物[12]進(jìn)行PCR擴(kuò)增，經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，送天津華大公司測(cè)序.測(cè)序結(jié)果使用BioEdit進(jìn)行校對(duì)和拼接，確保準(zhǔn)確無(wú)誤后，將長(zhǎng)度為630 bp的廣斧螳線(xiàn)粒體COI序列片段信息上傳GenBank，序列號(hào)為KR154223.

2 結(jié)果與分析

2.1 廣斧螳成蟲(chóng)形態(tài)簡(jiǎn)述

體大型，體色常呈綠色或棕色，少數(shù)個(gè)體呈蠟黃色，廣斧螳成蟲(chóng)形態(tài)如圖1所示.

圖1 廣斧螳Hierodula patellifera成蟲(chóng)形態(tài)特征圖Fig.1 Adultsof Hierodula patellifera（Serville）

雌蟲(chóng)通常明顯大于雄蟲(chóng)，分布我國(guó)北方的個(gè)體明顯小于南方個(gè)體，在天津地區(qū)雌蟲(chóng)體長(zhǎng)50～60mm（n= 12），雄蟲(chóng)體長(zhǎng)45～60mm（n=10）.頭部額盾片寬度小于高度的1.5倍（圖1（c））；前胸背板兩側(cè)側(cè)緣具明顯的1排小齒（圖1（a），（e））；前胸腹板基部常具紅褐色帶斑；前足基節(jié)具3～5個(gè)明顯的疣突，其中基部2個(gè)疣突相距寬度遠(yuǎn)大于疣突本身的寬度（圖1（d））；前足腿節(jié)內(nèi)列刺第4、5大刺間具1枚小刺（圖1（c））；中后足脛節(jié)膝部?jī)?nèi)側(cè)片具刺；雄性前翅翅痣兩端暗色明顯，其翅痣后縱脈間具有1排小翅室（圖1（e），（f）），中域翅室稀疏[13].其中，上述前足和雄蟲(chóng)前翅特征是廣斧螳區(qū)別于斧螳屬其他種類(lèi)的重要特征；而上述頭部和中后足特征是廣斧螳區(qū)別于天津地區(qū)其他常見(jiàn)螳螂種類(lèi)的重要特征.

2.2 天津地區(qū)常見(jiàn)螳螂成蟲(chóng)形態(tài)特征檢索表

1.中后足脛節(jié)膝部?jī)?nèi)側(cè)片缺刺……………………2 -.中后足脛節(jié)膝部?jī)?nèi)側(cè)片具刺……………………3

2.爪溝位于前足脛節(jié)中部；前足基節(jié)內(nèi)側(cè)常具明顯色斑……薄翅螳Mantis religiosa L.，1758 -.爪溝位于前足脛節(jié)中部之前；前足腿節(jié)內(nèi)側(cè)爪溝處具一中部淡色、兩側(cè)深色的眼斑……棕靜螳Statilia maculate（Thungerg，1784）

3.頭部額盾片其寬小于高的1.5倍（圖1（c））；前足基節(jié)具3～5個(gè)明顯疣突（圖1（d））……廣斧螳H.patellifera -.頭部額盾片其寬至少為高的2倍；前足基節(jié)無(wú)明顯疣突………………………………………………4

4.后翅基部具一較大的黑斑……中華大刀螳Tenodera sinensis Saussure，1869 -.后翅基部無(wú)較大的黑斑……狹翅大刀螳Tenodera angustipennis Saussure，1869

2.3 天津地區(qū)常見(jiàn)螳螂成蟲(chóng)基于測(cè)量數(shù)據(jù)的檢索表

1.前足脛節(jié)與腿節(jié)長(zhǎng)度比小于0.5……棕靜螳S. maculate -.前足脛節(jié)與腿節(jié)長(zhǎng)度比大于0.5………………2

2.前胸背板長(zhǎng)寬比明顯小于3.0（圖1（a））……廣斧螳H.patellifera -.前胸背板長(zhǎng)寬比明顯大于3.0…………………3

3.前胸背板長(zhǎng)寬比明顯大于4.0……狹翅大刀螳T. angustipennis -.前胸背板長(zhǎng)寬比不大于4.0……………………4

4.前胸背板長(zhǎng)寬比明顯大于3.5；前足脛節(jié)與腿節(jié)長(zhǎng)度比接近0.6……中華大刀螳T.sinensis -.前胸背板長(zhǎng)寬比接近3.5或小于3.5；前足脛節(jié)與腿節(jié)長(zhǎng)度比小于0.6……薄翅螳M.religiosa

2.4 天津地區(qū)廣斧螳的分子鑒定

對(duì)再次在天津野外采集到的廣斧螳標(biāo)本，獲取線(xiàn)粒體COI序列片段，并與GenBank已發(fā)布的DNA序列比對(duì)，結(jié)果與本課題組之前上傳的序列號(hào)為KR154223的序列100%一致，與序列號(hào)為FJ802758的斧螳屬東洋區(qū)某種Hierodula sp.的序列一致率僅為90%，證明所上傳的COI序列作為廣斧螳DNA條形碼的可用性（通過(guò)Genbank已知序列分析，螳螂目屬內(nèi)種間的COI序列一致率低于95%）.本研究所上傳的序列號(hào)為KR154223的COI序列片段為首次上傳的廣斧螳H.patellifera在GenBank上的正確的線(xiàn)粒體基因COI序列片段.GenBank上傳的采自中國(guó)的序列號(hào)為JF700167、長(zhǎng)度為632 bp的“Hierodula patellifera”線(xiàn)粒體COI序列片段，經(jīng)序列比對(duì)與GenBank上已上傳的7條棕靜螳Statiliamaculate（Thungerg,1784）序列片段（序列號(hào)：KM362717-KM362723）達(dá)到98%～99%一致，而與本研究上傳的KR154223序列一致率僅為85%，因此認(rèn)為JF700167序列片段所代表的物種實(shí)為棕靜螳Statiliamaculate[14].

3 討論

綜合上述結(jié)果，天津地區(qū)的重要資源昆蟲(chóng)—廣斧螳可以分別基于形態(tài)特征、測(cè)量數(shù)據(jù)和分子數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定，所提供的檢索表和線(xiàn)粒體COI序列片段可以作為準(zhǔn)確鑒定廣斧螳的重要依據(jù).其中依據(jù)形態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行廣斧螳成蟲(chóng)鑒定的方法，極大提高了鑒定效率.

本研究中的分子鑒定方法，不受廣斧螳形態(tài)數(shù)據(jù)鑒定中對(duì)于成蟲(chóng)蟲(chóng)態(tài)的要求，克服了卵鞘、若蟲(chóng)等未成熟蟲(chóng)態(tài)其發(fā)育周期的天然限制，實(shí)現(xiàn)了廣斧螳的非專(zhuān)業(yè)鑒定.

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（責(zé)任編校 紀(jì)翠榮）

Identification of Hierodula patellifera（Serville，1839）（M antodea，M antidae）in Tianjin based onmorphologicalandmolecular data

WANGHao1，ZHANGDanli2，HANPeijin1，YUN Lijia1，JIAOKelong1，CUIXinyi1，HUQi1
（1. College of Horticulture and Landscape，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；2. College of Life Sciences，Nankai University，Tianjin 300071，China）

Hierodula patellifera（Serville，1839）was first recorded in Tianjin with the firstand true DNA COI partialgene（No.KR154223）uploaded in GenBank.Identification of H.patellifera based on morphological characters，measured data andmoleculardatawasprovided first in China.

Hierodula patellifera（Serville）；morphological characters；molecular identification；new record in Tianjin

Q969

A

2015-04-11

天津市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（201410061036）；天津市普通高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革研究計(jì)劃資助項(xiàng)目（B01-0901）；天津農(nóng)學(xué)院科技發(fā)展基金資助項(xiàng)目（2013N14）.

王浩（1992—），男，本科生.

焦克龍（1984—），男，助理研究員，主要從事昆蟲(chóng)系統(tǒng)學(xué)和生物學(xué)方面的研究.

1671-1114（2015）03-0058-03