雙翅目搖蚊科昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展

余海軍，陳佳林，黃鑫，張鈺瑩，田召志，王茜

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雙翅目搖蚊科昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展

余海軍，陳佳林，黃鑫，張鈺瑩，田召志，王茜通信作者

（天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)科學(xué)學(xué)院，天津 300384）

搖蚊科昆蟲屬于完全變態(tài)昆蟲，其整個生活史要經(jīng)過卵、幼蟲、蛹、成蟲4個階段，每個生活階段都有其單獨(dú)的特征，故基于形態(tài)對搖蚊科昆蟲分類研究存在一定的挑戰(zhàn)性。隨著分子技術(shù)的提出，運(yùn)用DNA測序技術(shù)對物種進(jìn)行相關(guān)研究已經(jīng)成為一種趨勢，其中分子系統(tǒng)學(xué)就被廣泛用于動、植物各類群的研究。本文整理總結(jié)了分子系統(tǒng)學(xué)在搖蚊科昆蟲系統(tǒng)發(fā)育中的研究進(jìn)展。

搖蚊科；分子系統(tǒng)學(xué)；基因片段

搖蚊科昆蟲（Chironomidae）隸屬雙翅目（Diptera），長角亞目（Nematocera），常被人稱為“不咬人的蚊子”，是淡水生態(tài)系統(tǒng)中最多樣、最豐富的無脊椎動物[1]，廣泛分布于全球各大生物地理區(qū)，現(xiàn)已記述的種類超過5 000種[2]。中國已記錄的搖蚊種類在1 000種左右[3]，隸屬于搖蚊亞科（Chironominae）、直突搖蚊亞科（Orthocladiinae）、長足搖蚊亞科（Tanypodinae）、寡角搖蚊亞科（Diamesinae）、寡脈搖蚊亞科（Podonominae）、原寡角搖蚊亞科（Prodiamesinae）6個亞科。搖蚊是一類完全變態(tài)昆蟲，一生中經(jīng)過卵、幼蟲、蛹、成蟲4個階段，棲息地范圍很廣，對環(huán)境有特殊的適應(yīng)性，從而能很好地檢測水生生態(tài)系統(tǒng)和水質(zhì)變化[4-5]。因此，長期以來搖蚊科一直是國際上倍受重視的昆蟲類群之一。

雙翅目昆蟲種類繁多，不少物種之間的形態(tài)特征十分接近，基于傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)進(jìn)行物種鑒定存在一定困難[6]，且對一些特征相似種，其雌雄差異和蟲態(tài)變化等情況，如：翅斑的位置、固定室數(shù)目、上附器剛毛數(shù)量和位置都存在變異，從而導(dǎo)致錯誤鑒定時有出現(xiàn)。伴隨著分子系統(tǒng)學(xué)的快速發(fā)展，可利用分子系統(tǒng)學(xué)技術(shù)，以達(dá)到對雙翅目中科、亞科、族、屬和種水平系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系的研究。與此同時，分子系統(tǒng)學(xué)技術(shù)還能幫助探索物種的起源，有學(xué)者通過對搖蚊科中所有亞科的取樣證實(shí)了除原寡角搖蚊亞科（Prodiamesinae）以外其余搖蚊亞科均是單系[7]，而通過搖蚊亞科的多樣化速率可以說明其起源于二疊紀(jì)，在三疊紀(jì)中晚期到白堊紀(jì)早期之間，有其亞科群的起源[8]。在許多昆蟲類群的系統(tǒng)發(fā)育研究中，分子系統(tǒng)學(xué)特征和數(shù)值分析方法已被廣泛應(yīng)用；至今為止，搖蚊科昆蟲DNA序列也有部分報道，但分子系統(tǒng)發(fā)育研究仍很少。本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對搖蚊科昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 分子系統(tǒng)學(xué)研究技術(shù)

目前用于昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究的主要技術(shù)有核酸序列分析（DNA sequence analysis）、限制性片段長度多態(tài)性分析（Restriction frangment length polymorphic，RFLP）、擴(kuò)增片段長度多態(tài)性分析（Amplified fragment length polymorphism，AFLP）、隨機(jī)擴(kuò)增DNA多態(tài)性分析（Random amplified polymorphic DNA，RAPD）、單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析（Single-strand conformation polymorphism，SSCP）、雙鏈構(gòu)象多態(tài)性分析（Double-strand conformation polymorphism，DSCP）等。

核酸序列分析方法是通過研究不同類群中個體同源序列的核苷酸排列順序，構(gòu)建分子系統(tǒng)發(fā)育樹，并推斷類群間的系統(tǒng)演化關(guān)系，是目前分子進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育研究的熱點(diǎn)[9-10]。目前，國際上存儲核酸序列的3大數(shù)據(jù)庫為美國GenBank（www.ncbi.nlm.nih.gov）、歐洲EMBL（www.ebi.ac. uk/embl）和日本DDBJ（www.ddbj. nig.ac.jp）。在搖蚊分子系統(tǒng)學(xué)研究中大部分采用了核酸序列分析方法，Ekrem等通過3種線粒體基因（COI、COII、16S）和兩種核基因（CAD和EF-1α）對搖蚊科雙翅目昆蟲的系統(tǒng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了分析[11]。Krosch等通過核糖體基因28S、核蛋白質(zhì)編碼基因CAD和線粒體基因COI對長足搖蚊亞科昆蟲的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行分析[12]。這些工作對于搖蚊科內(nèi)高級階元的分子系統(tǒng)學(xué)分析有重要的指導(dǎo)意義。

伴隨著PCR技術(shù)的興起，PCR-RFLP、AFLP和RAPD分析手段得到廣泛應(yīng)用。RFLP和AFLP通常用于種類鑒定或種內(nèi)種群間的遺傳進(jìn)化分析，但在科級以上高級階元間的系統(tǒng)發(fā)育研究應(yīng)用較少[13]。應(yīng)用RFLP方法進(jìn)行昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究的主要雙翅目昆蟲類群是果蠅科，在搖蚊科中應(yīng)用未見報道[14]。RAPD技術(shù)主要用于分類學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的研究，其中在小型昆蟲中應(yīng)用較多，RAPD技術(shù)可通過特異性擴(kuò)增圖譜來確定未知標(biāo)本的分類地位。Vanessa等通過RAPD法評估了搖蚊屬（）的遺傳多樣性[15]。但RAPD在系統(tǒng)發(fā)育分析中的應(yīng)用還有一定的爭論，王銀東用16個隨機(jī)引物對半褶皺搖蚊（）、紅裸須搖蚊（）和刺鋏長足（）3 種搖蚊幼蟲類群進(jìn)行RAPD 擴(kuò)增，結(jié)果表明刺鋏長足搖蚊與紅裸須搖蚊的親緣關(guān)系較近[16]。

SSCP和DSCP是一種DNA檢測技術(shù)，兩種方法原理相同：突變引起DNA分子雙螺旋構(gòu)象的改變，從而導(dǎo)致他們在聚丙酰胺凝膠中電泳速度發(fā)生改變[17]。由于潛在序列的差異不能估計(jì)，SSCP和DSCP不能用于系統(tǒng)發(fā)育分析。但是SSCP和DSCP確實(shí)是一種快速有效的分析方法，主要用于昆蟲種群遺傳和進(jìn)化生物學(xué)的研究。Atkinson等在白蟻種群研究中，采用DSCP技術(shù)對mtDNA控制區(qū)的DNA片段進(jìn)行了分析，同時還用雙翅目果蠅及膜翅目螞蟻進(jìn)行了驗(yàn)證[18]。

2 分子系統(tǒng)學(xué)研究的基因片段

2.1 線粒體DNA（mtDNA）

mtDNA擁有許多適合于進(jìn)化和系統(tǒng)學(xué)研究的特性：（1）母性遺傳；（2）結(jié)構(gòu)簡單；（3）序列趨異的速率相對較快；（4）與細(xì)胞核基因組相比小得多，因此成為研究進(jìn)化的重要材料[19]。昆蟲mtDNA大小為15.4～16.3 kb左右[20]，含有12～13 個蛋白質(zhì)編碼基因，編碼22 個tRNA的基因，編碼2 個核糖體RNA亞單位的基因（12S rDNA和16S rDNA）及包括復(fù)制起點(diǎn)的非編碼區(qū)（D-loop區(qū)）[21]。

在mtDNA中，存在高突變區(qū)域和高度保守區(qū)域，因此可選用不同區(qū)域的基因片段對不同的分類階元進(jìn)行研究，對昆蟲系統(tǒng)發(fā)育分析，研究范圍從種內(nèi)、種群間至高級階元之間均有報道。12S rDNA和16S rDNA基因大小適中，由于進(jìn)化速率較慢，且可以使用通用引物，所以這兩個基因是昆蟲研究中使用較多線粒體基因，較適用于研究屬間、不同種間及分化時間較早的種間系統(tǒng)關(guān)系[22-23]。Cranston 等[24]基于線粒體16S rDNA基因的IV和V域，以蠓科（Ceratopogonidae）和蚋科（Simuliidae）種類作為外群，對澳大利亞地區(qū)搖蚊科昆蟲作了系統(tǒng)發(fā)育分析。細(xì)胞色素C氧化酶亞基I（）是分子量最大、功能結(jié)構(gòu)域最為保守的基因[25-26]，適合于研究屬、種及種下階元的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，而對于較高的分類階元如科、亞科及族間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系不能很好的解決。Makarchenko等通過選用基因來鑒定、和原寡角搖蚊亞科（Prodiamesinae）的部分物種[27]。姜麗等通過測定23種搖蚊亞科基因的部分序列，研究搖蚊亞科物種的分類和系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系[28]。相關(guān)文獻(xiàn)報道，基因適合研究動物類群屬、種及種以下階元的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，但不能很好地解決較高的階元如族間、亞科及科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。因?yàn)榛蚓哂凶儺惗唷⒁妆煌ㄓ靡飻U(kuò)增、序列本身又很少存在插入和缺失等特點(diǎn)[29]，其在物種界定和識別方面具有良好的應(yīng)用性，所以將其作為DNA條形碼的分子標(biāo)記，用于物種鑒定。Lin等[30]通過使用基因作為DNA條形碼的分子標(biāo)記對長跗搖蚊屬121個形態(tài)種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果表明DNA條形碼明確區(qū)分了先前通過形態(tài)學(xué)研究分類的94.6%長跗搖蚊屬種類。Song等[31]通過對多足搖蚊屬（）27 個形態(tài)種的114 個樣本，選取基因作為DNA條形碼的分子標(biāo)記，研究DNA條形碼在多足搖蚊屬中的應(yīng)用，研究結(jié)果支持DNA條形碼作為一種有效的方法來鑒別同類物種。Silva等[32]利用基因作為條形碼的分子標(biāo)記對棒脈搖蚊屬（）14 個形態(tài)種的86 個樣本進(jìn)行物種鑒定，結(jié)果顯示物種與形態(tài)學(xué)描述的11 個物種一致。Amora等[33]選用基因作為DNA條形碼的分子標(biāo)記對形態(tài)相似的日本、韓國和巴西搖蚊屬類群進(jìn)行物種鑒定。細(xì)胞色素b（Cyt b）基因在線粒體基因中進(jìn)化速度適中，被廣泛應(yīng)用于昆蟲系統(tǒng)學(xué)的研究；Cyt b位于線粒體內(nèi)膜磷脂雙層中，是線粒體13個蛋白質(zhì)編碼基因中結(jié)構(gòu)和功能被研究得最為清楚的基因之一[34]。Cyt b 基因已被證明在不同門類不同分類階元中均含有親緣信號，其基因片段含有緩慢和快速的進(jìn)化密碼子位點(diǎn)、保守區(qū)及多個可變區(qū)或結(jié)構(gòu)域，所以其可被用于研究種內(nèi)到種間，甚至科間的物種關(guān)系。Carew等[35]使用兩個線粒體基因（COI和Cyt b）和1個核編碼蛋白基因（）來區(qū)分來自澳大利亞的前突搖蚊屬（）類群。結(jié)果顯示，在基于線粒體基因的NJ樹中，前突搖蚊屬樣品至少有5 個類群，且支持率大于99%，基于核基因的NJ樹表明有6 個類群。

2.2 rDNA

rDNA是編碼核糖體RNA的基因，是一類中度重復(fù)序列，以串聯(lián)多拷貝形式存在于染色體DNA中，且每個重復(fù)單位由非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（NTS）、轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS1和ITS2）和3 種RNA（18S、5.8S和28S rRNA）基因編碼區(qū)組成。所以rDNA是昆蟲系統(tǒng)進(jìn)化研究中一個非常有用且普遍的分子標(biāo)記[36]。

28S rDNA是rDNA中最長的片段（4～5 kb），屬于高保守區(qū)，但在其中夾有一些多變異的序列，稱為D區(qū)，此序列被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)發(fā)育分析。Moulton[37]通過對蚋科類群的28S、EF-1α、DDC、PEPCK、12S部分基因片段分析，結(jié)果表明以上部分基因片段可以對大部分蚋類群的系統(tǒng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行合理解釋。Allegrucci等[38]運(yùn)用28S rDNA D1和28S rDNA D3-D5區(qū)片段對南極地區(qū)搖蚊科部分類群進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)分析后提出，這兩個基因片段可以幫助解決搖蚊科高級階元的系統(tǒng)學(xué)關(guān)系。王茜等[39]利用28S rRNA部分基因序列對直突搖蚊亞科代表屬級階元進(jìn)行了分子系統(tǒng)學(xué)研究，測定12個代表性屬及長足搖蚊亞科中兩個外群屬的28S rRNA D1部分基因序列，分子研究結(jié)果與基于形態(tài)學(xué)的系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果相一致。18S rDNA全長約2 kb，大小適中，既能提供足夠的系統(tǒng)發(fā)育信息，兩端序列又非常保守，利于設(shè)計(jì)通用引物進(jìn)行序列擴(kuò)增，但由于18S rDNA的不同區(qū)域進(jìn)化速率不同，因此在不同分類層次上都有應(yīng)用。Lin等[8]通過18S、AATS1、CAD、PGD和TPI基因?qū)﹂L跗搖蚊屬進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果能明顯劃分長跗搖蚊屬各物種之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)ITS包括 ITS1和ITS2，全長不超過1 Kb，進(jìn)化速率比較快，是區(qū)分種或種下階元的理想分子標(biāo)記[40]。Asari等[41]利用核糖體內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)ITS2對水搖蚊屬（）中的3 個日本種進(jìn)行區(qū)分，這與形態(tài)學(xué)研究的結(jié)果一致。因?yàn)椴煌锓NITS1和ITS2序列在種間、種內(nèi)和個體間變異不同，特別是當(dāng)該序列中A或T有較多重復(fù)時，會干擾測序結(jié)果，且其序列長度變化較大會在序列比對時造成誤差，所以在實(shí)際應(yīng)用中此序列很少單獨(dú)使用，而是聯(lián)合其他基因及形態(tài)性狀一起分析。Sharma[42]基于核基因ITS1和ITS2序列對搖蚊的7 個種做了詳細(xì)分析，結(jié)合基因庫中獲得的15 個物種序列，研究表明這些物種具有很高的種間變異，可能存在隱種。

2.3 其他基因

目前一些編碼核蛋白的基因被應(yīng)用于昆蟲系統(tǒng)發(fā)育分析中，其中編碼EF-1α的基因使用最多，研究表明此序列在科（亞科）內(nèi)的屬和種團(tuán)間非常有用；葡萄糖-6-磷酸脫氫酶基因（PGD）基因用于屬或目級水平的系統(tǒng)發(fā)育研究，但不能用于近緣種的系統(tǒng)發(fā)育分析；Silva等[43]利用CAD的部分序列結(jié)合形態(tài)學(xué)特征對拉布長足搖蚊屬（）中22 個種的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明利用CAD基因序列與基于形態(tài)特征數(shù)據(jù)分析的結(jié)果一致。Lin等[44]也通過COI、CAD、PGD和AATS1（丙氨酰-tRNA合成酶）基因片段探索了長跗搖蚊屬（）的種內(nèi)界限。綜上所述，編碼核蛋白的基因用于昆蟲高級階元的系統(tǒng)發(fā)育分析是很有效的[8]。

3 分子系統(tǒng)學(xué)研究類群

分子系統(tǒng)學(xué)的研究內(nèi)容主要包括種群遺傳變異及進(jìn)化、種及種下階元的分類鑒定、種上階元的系統(tǒng)發(fā)育分析等[45]。其中系統(tǒng)發(fā)育分析是系統(tǒng)學(xué)研究的熱點(diǎn)，通過分子系統(tǒng)發(fā)育研究對傳統(tǒng)分類有疑問的類群或形態(tài)分類不能解決的系統(tǒng)發(fā)育問題進(jìn)行分析和探討，也可對傳統(tǒng)的分類系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。目前已有許多昆蟲類群從種級至目級階元進(jìn)行了分子系統(tǒng)發(fā)育的研究。閆春財?shù)萚46]通過比較常用的基因序列在搖蚊科昆蟲系統(tǒng)發(fā)育研究中發(fā)現(xiàn)18S rDNA 和28S rDNA適合研究從界到科所有高級階元的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；CAD基因能解決從亞科到屬之間各分類階元的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；ITS和EF-1α可以解決種或?qū)匍g的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；COI和COII適合研究屬、種及種以下階元的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，但不能很好地解決較高階元如族間、亞科及科間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；16S rDNA適用于種、屬階元水平的系統(tǒng)學(xué)研究，但不適用于種內(nèi)；Cyt b適合研究種內(nèi)到種間甚至科間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。在昆蟲綱中直翅目、同翅目、半翅目、鞘翅目、鱗翅目在分子系統(tǒng)學(xué)方面取得了較多的研究進(jìn)展。但雙翅目及膜翅目的研究相對較少，且對雙翅目昆蟲的研究大多以果蠅為主，搖蚊科報道很少，近10年搖蚊科分子系統(tǒng)學(xué)研究中出現(xiàn)的類群與基因序列如表1所示。

表1 搖蚊科分子系統(tǒng)學(xué)研究

4 數(shù)據(jù)聯(lián)合分析

在數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析方面，核基因間、線粒體基因間、核基因和線粒體基因間以及分子數(shù)據(jù)和形態(tài)數(shù)據(jù)都進(jìn)行了聯(lián)合分析的嘗試。16S rDNA、18S rDNA、COI和EF-1α是一組包含許多信息的分子標(biāo)記，Caterino等[55]主張將這4個基因作為昆蟲分子系統(tǒng)研究中的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記，以增加同源序列之間的可比性。Andersen等[51]使用COI、18S rDNA、28S rDNA、CADI和CADIV 5種基因?qū)瓦M(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。孫冰皎[53]選取CADI、CADIV、18S rRNA和COI基因片段對長足搖蚊亞科6 族25 屬58 種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的分析，研究中基于最大似然法和貝葉斯法原理對單基因序列和數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，分別構(gòu)建ML和BI系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果表明聯(lián)合數(shù)據(jù)集兩種方法所建系統(tǒng)發(fā)育樹解析力優(yōu)于單基因序列所建系統(tǒng)發(fā)育樹。目前，一些學(xué)者認(rèn)為用形態(tài)學(xué)方法和分子生物學(xué)方法研究系統(tǒng)發(fā)育，實(shí)際上是從不同的方面取得證據(jù)來闡明同一個問題，二者結(jié)合所得到的結(jié)果將更全面更具有說服力。Whiting等[56]在18S rDNA、28S rDNA和形態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上，分析了包括全部全變態(tài)昆蟲和20 種非變態(tài)昆蟲的85 個分類單元的發(fā)育關(guān)系，繪出一幅相當(dāng)完整的昆蟲系統(tǒng)發(fā)育圖。但同時，一些例子也顯示形態(tài)學(xué)與分子數(shù)據(jù)在一些情況下得出的結(jié)論不一致，因此形態(tài)特征和分子特征在構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育時，哪種特征更好一直是分子系統(tǒng)學(xué)研究中爭論的話題。Moritz等[57]認(rèn)為在解決某個問題時，DNA序列數(shù)據(jù)的長處在于具有明確的遺傳基礎(chǔ)，形態(tài)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以從化石和保存的標(biāo)本上得到，并可以從個體發(fā)育的角度進(jìn)行解釋。因此大量研究結(jié)果表明，將分子與形態(tài)結(jié)合起來比用單一方法對問題作出的描述和解釋更好。

5 結(jié)語

隨著分子系統(tǒng)學(xué)的不斷發(fā)展，將其應(yīng)用于搖蚊分類，能夠有效地解決搖蚊科昆蟲系統(tǒng)研究上遇到的一些問題，但分子系統(tǒng)學(xué)也有著自身的局限性。首先，雖然分子系統(tǒng)學(xué)對搖蚊類群具有良好的鑒別能力，但若單一依靠分子系統(tǒng)學(xué)對搖蚊科昆蟲進(jìn)行系統(tǒng)分類，完全脫離形態(tài)特征、生長特性等相關(guān)因素的物種鑒定，得到的結(jié)果也不能讓人完全信服；其次是在選用基因標(biāo)記時，不管是mtDNA基因片段還是rDNA基因片段，或其他基因片段，都還需進(jìn)一步驗(yàn)證；且DNA序列所歸屬的聚類只能是分子單元或進(jìn)化種，不是有生命的物種；此外，mtDNA基因在有些物種類群中可能會存在假基因（NUMT）；最后，針對某些已經(jīng)遺失的搖蚊物種模式標(biāo)本，或是因年代過于久遠(yuǎn)而無法取證的化石樣本，這些標(biāo)本具有很重要的物種分類價值，如果采用分子手段提取樣本DNA，會破環(huán)其樣本且無法恢復(fù)，因此，把分子系統(tǒng)學(xué)應(yīng)用于一些珍貴的模式標(biāo)本是不合適的[58]。總體來說，只有將形態(tài)學(xué)系統(tǒng)分類與分子生物學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，才能快速、準(zhǔn)確、科學(xué)的鑒別搖蚊科昆蟲系統(tǒng)發(fā)育。

[1] Milo?evi?D，Simi?V，Stojkovi?M. Chironomid faunal composition represented by taxonomic distinctness index reveals environmental change in a lotic system over three decades[J]. Hydrobiologia，2012，683（1）：69－82.

[2] Armitage P，Cranston P S，Pinder L C V，et al. The Chironomidae：the Biology and Ecology of Non-biting Midges[M]. London：Chapman & Hall，1995.

[3] Wang X. A revised checklist of Chironomids from China （Diptera）. Late 20th Century Rarearch on Chimnomidae：an Anthology from the 13th International Symponium on Chironomidae[R]. Aachen: Shaker Verlag，2000.

[4] Nicacio G，Juen L. Chironomids as indicators in freshwater ecosystems：An assessment of the literature[J]. Insect Conservation and Diversity，2015，8（5）：393－403.

[5] S?ther O A. Zoogeographical patterns in Chironomidae （Diptera）[J]. SIL Proceedings，2000，27（1）：290－302.

[6] Chukwunonso O N，Abraham G C，Martín J A，et al. DNA barcoding for identification of sand fly species （Diptera：Psychodidae）from leishmaniasis-endemic areas of Peru[J]. Acta Tropica，2015，145：45－51.

[7] Cranston P S，Hardy N B，Morse G E. A dated molecular phylogeny for the Chironomidae（Diptera）[J]. Systematic Entomology，2012，37（1）：172－188.

[8] Lin X L，Stur E，Ekrem T. Molecular phylogeny and temporal diversification of Tanytarsus van der Wulp （Diptera：Chironomidae）support generic synonymies，a new classification and centre of origin[J]. Systematic Entomology，2018，3：195.

[9] 聶瑞娥，楊星科. 鞘翅目高級階元分子系統(tǒng)學(xué)：研究現(xiàn)狀及存在的問題[J]. 昆蟲學(xué)報，2013，56（9）：1055- 1062.

[10] 李愛林，張健，張曉軍. 鞘翅目昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究概況[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2011（12）：236－237.

[11] Ekrem T，Willassen E，Stur E . Phylogenetic utility of five genes for dipteran phylogeny：A test case in the Chironomidae leads to generic synonymies[J]. Molecular Phylogenetics and Evolution，2010，57（2）：561－571.

[12] Krosch M N，Cranston P S，Bryant L M. Towards a dated molecular phylogeny of the Tanypodinae （Chironomidae，Diptera）[J]. Invertebrate Systematics，2017，31：302-316.

[13] 張媛，郭曉華，劉廣純，等. DNA 條形碼在鞘翅目昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報，2011，48（2）：410－416.

[14] Lyttle T W，Haymer D S. The role of the transposable element hobo in the origin of endemic inversions in wild populations of Drosophila melanogaster[J]. Khwer Academic Publishers，1992，86（1-3）：113－126.

[15] Vanessa C C，Guilherme R G，Thais S F，et al. Genetic diversity loss in（Diptera：Chironomidae） exposed to pyrimethanil fungicide：an analysis using RAPD technique[J]. Water Air Soil Pollut，2017，228（10）：399.

[16] 王銀東. 武漢市南湖大型底棲動物生態(tài)學(xué)和優(yōu)勢種群的遺傳多樣性[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[17] 黃建華，陳斌，周善義. 蟻科昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 廣西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，22（3）：91－96.

[18] Atkinson L，Adams E S. Double-strand conformation polymorphism（DSCP）analysis of the mitochondrial control region generates highly variable markers for population studies in a social insect[J]. Insect Molecular Biology，1997，6（4）：369－376.

[19] 張亞平，施立明. 動物線粒體DNA多態(tài)性的研究概況[J].動物學(xué)研究，1992，13（3）：289-298.

[20] Clary D O，Wolstenholme D R. The mitochond rial DNA molecule of Drosophila yakuba：nucleotide sequence，gene organization and genetic code[J]. Molecular Phylogenetics and Evolution，1985，22：252－271.

[21] Fauron C M R，Wolstenholme D R. Intraspectific diversity of nucleotide sequences within the adenine thyminerich region of mitoch ond rial DNA molecules of Drosophila simulans[J]. Nucleic Acids Res，1900，8：5391－5410.

[22] 竇向梅，肖暉，黃大衛(wèi). DNA分類概述[J]. 生物學(xué)通報，2008，43（6）：23－26.

[23] 徐慶剛，花保禎. 線粒體DNA在昆蟲系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，29（1）：79－83.

[24] Cranston P S，Edward D，Cook L G. New status，species，distribution records and phylogeny for Australian mandibulate Chironomidae（Diptera）[J]. Australian Journal of Entomology，2002，41（4）：357－366.

[25] Beard C B，Hamm D M，Collins F H. The mitochondrial genome of the mosquito Anopheles gambiae： DNA sequence，genome organization，and comparison with mitochondrial sequences of other insects[J]. Insect Mol Biol，1993，2（2）：103－124.

[26] Gennis R B. Site-directed mutagenesis studies on subunit I of the aa3-type cytochrome coxidase of Rhodobacter sphaeroides：a brief review of progress to data[J]. Biochim Biophys Acta，1992，1101：184－187.

[27] Makarchenko E A， Velyaev O A，Yavorskaya N M. Morphologlcal redescription and DNA barcoding of monodiamesa kamora makarchenko ET yavorskaya （Diptera：chironomidae） from the amur river basin[J]. Far Eastern Entomologist，2018，350：1－8.

[28] 姜麗，閆嬌，王婷婷，等. 基于COI基因的搖蚊亞科部分屬的系統(tǒng)發(fā)育分析（雙翅目，搖蚊科）[J]. 天津師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，35（3）：7－11.

[29] 王鑫，黃兵. DNA條形編碼技術(shù)在動物分類中的研究進(jìn)展[J]. 生物技術(shù)通報，2006（4）：67－72.

[30] Lin X L，Stur E，Ekrem T. Exploring genetic divergence in a species-rich insect genus using 2790 DNA barcodes[J]. Plos One，2015，10（9）：1－24.

[31] Song C，Wang Q，Wang X H. Exploring the utility of DNA barcoding in species delimitation of Polypedilum（Tripodura）non-biting midges（Diptera：Chironomidae）[J]. Zootaxa，2016，4079（5）：534－550.

[32] Silva F L，Wiedenbrug S. Integrating DNA barcodes and morphology for species delimitation in thegroup（Diptera：Chironomidae：Orthocladiinae）[J]. Bulletin of Entomological Research，2014，104（1）：65－78.

[33] Amora G，Hamada N，F(xiàn)usari L M，et al. An asiatic chironomid in Brazil：morphology，DNA barcode and bionomics[J]. Zookeys，2015，514：129－144.

[34] Gray M W. Origin and evolution of mitochondrial DNA[J]. Annu Rev Cell Biol，1989，5：25－50.

[35] Carew M E，Marshall S E，hoffmann A A. A combination of molecular and morphological approaches resolves species in the taxonomically difficult genus Procladius Skuse（Diptera：Chironomidae）despite high intraspecific morphological variation[J]. Bull Entomol Res，2011，101（5）：505－519.

[36] 張筠. 四角蛤蜊分子群體遺傳學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育[D]. 大連：遼寧師范大學(xué)，2008.

[37] Moulton J K. Can the current molecular arsenal adequately track rapid divergence events within Simuliidae（Diptera）Mol[J]. Phylogenet Evol，2003，27（1）：45－57.

[38] Allegrucci G，Carchini G，Todisco V，et al. Amolecular phylogeny of antarctic chironomidae and itsimplications for biogeogra phical history[J]. Pol Bio，2006，29（4）：320-326.

[39] 王茜，王新華. 直突搖蚊亞科部分屬28S rDNA D1序列的分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系（雙翅目，搖蚊科）[J]. 動物分類學(xué)報，2011，36（1）：93－98.

[40] 陳士林，姚輝，韓建萍，等. 中藥材DNA 條形碼分子鑒定指導(dǎo)原則[J]. 中國中藥雜志，2013，38（2）：141-147.

[41] Asari H，Kasuyas T K. Identilication of closely related Hydrobaenus species（Diptera：Chironomidae）using the second internal transcribed spacer（ITS2）region of ribosomal DNA[J]. Aquatic Insects，2004，26（3）：207- 213.

[42] Sharma M. Molecular Identification of Chironomid Species Based on ITS1 and ITS2 Regions of rDNA[D]. Dayton：Wright State University，2007.

[43] Silva F L，Ekrem T R，F(xiàn)onseca-gessner A A. Out of south America：phylogeny of non-biting midges in the genus Labrundinia suggests multiple dispersal events to central and north America[J]. Zoologica Scripta，2015，44（1）：59－71.

[44] Lin X L，Stur E，Ekrem T. Exploring species boundaries with multiple genetic loci using empirical data from non-biting midges[J]. Zoologica Scripta，2018，47：325- 341.

[45] 袁鋒，袁向群. 蝶類分子系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，22（12）：1－14.

[46] 閆春財，郭琴，趙廣君，等. 常用基因序列在搖蚊科昆蟲系統(tǒng)發(fā)育研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 天津師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，36（6）：54－61.

[47] 王茜，王新華. 直突搖蚊亞科部分屬基于COII基因部分序列的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系（雙翅目，搖蚊科）[J]. 四川動物，2011，30（5）：711－716.

[48] Gunderina L I. Design of Molecular markers for identification of species of the genus（Diptera: Chironomidae）[J]. Entomological，2014，94（1）：140－148.

[49] Ekrem T，Willassen E. Exploring Tanytarsini relationship （Diptera，Chironomidae） using mitochondrial COII gene sequences[J]. Insect Syst Evol，2016，35（3）：264－276.

[50] Natsuko I K，Ryuhei U，Kako O，et al. DNA barcoding supports reclassification of Japanesespecies （Diptera: Chironomidae）[J]. Entomological Science，2016，19：337－350.

[51] Andersen T.，Baranov V，Hagenlund L K. Blind flight? a new troglobiotic orthoclad（Diptera，Chironomidae） from the lukina jama-trojama cave in croatia[J]. Plos One，2016，11（4）：1－15.

[52] Song C，Lin X L，Wang X H，et al. DNA barcodes successfully delimit morphospecies in a superdiverse insect genus[J]. Zoological Scripta，2018，47（3）：1-14.

[53] 孫冰皎. 長足搖蚊亞科高級階元分子系統(tǒng)學(xué)研究[D].天津：南開大學(xué)，2017.

[54] Lin X L，Stur E，Ekrem T. DNA barcodes and morphology reveal unrecognized species in Chironomidae（Diptera）[J]. Insect Systematics & Evolution，2017，49（4）：1－70.

[55] Caterino M S，Cho S，Sperling F A H，et al. The current state of insect molecular systematice：a thriving Tower of Babel[J]. Annu Rev Entomol，2000，45：1－54.

[56] Whiting M F，Carpenter J C，Wheeler Q D，et al. The Strepsiptera problem：phylogeny of the holometabolous insect orders inferred from 18S and 28S ribosomal DNA sequences and morphology[J]. Systematic Biology，1997，46（1）：1－68.

[57] Moritz C，Dowling T E，Brown W M. Evolution of animal mitochondrial DNA：relevance for population biology and systematics[J]. Annual Review of Ecology and Systematics，1987，30（1）：371－403.

[58] 宋南，劉杰，彩萬志，等. DNA 條形碼在昆蟲分類中的應(yīng)用[J]. 四川動物，2013，32（3）：470－474.

Research progress on molecular phylogeny of the dipteran family Chironomidae

YU Hai-jun, CHEN Jia-lin, HUANG Xin, ZHANG Yu-ying, TIAN Zhao-zhi, WANG QianCorresponding Author

（College of Fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, china）

The insect of Chironomidae belongs to complete metamorphosis, and its whole life cycle goes through four stages: egg, larva, pupa and adult. Each stage of life has its individual characteristics, which is challenging for the study of Chironomidae insect based on morphology. With the development of molecular technology, it has become a dendency to use DNA sequencing technology for species research, and molecular phylogeny is widely used in the study for animal and plant classification. This study summarized the research progress which are mentioned in molecular phylogeny relative to Chironomidae.

Chironomidae; molecular phylogeny; gene segment

S931.1

A

1008-5394（2019）02-0077-07

10.19640/j.cnki.jtau.2019.02.018

2019-01-04

國家自然科學(xué)基金（31672264，31672324，31272284）

余海軍（1994－），男，碩士在讀，主要從事分子系統(tǒng)學(xué)研究。E-mail：yhj18322040463@163.com。

王茜（1971－），女，副教授，博士，主要從事水生動物及昆蟲分子系統(tǒng)學(xué)的研究。E-mail：wqgt1999@163.com。

責(zé)任編輯：張愛婷