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基于多基因序列剖析花金龟科部分种类系统发育关系

一、绪论

1.1花金龟科概述

1.1.1分布与形态特征

花金龟科（Cetoniidae）隶属金龟总科，是鞘翅目中极具特色的一个类群，广布全球。该科以热带、亚热带地区种类最为丰富，世界已知509属3600余种，中国目前记录69属413种。其分布范围涵盖黑龙江、吉林、辽宁等国内绝大多数省区，以及日本、朝鲜半岛、俄罗斯、蒙古等国家和地区。

花金龟多为中型到大型甲虫，体壁十分坚固。成虫的头面唇基发达，基侧在复眼的前方内凹，使得触角基部于背面清晰可见，触角由10节组成，其中鳃片部为3节。前胸背板呈现前狭后阔的形态，多为梯形或略近椭圆形，侧缘夹角间明显可见。小盾片较为发达，呈三角形。鞘翅前阔后狭，背面通常有2条强直纵肋，后胸后侧片及后足基节侧端在背面能够被观察到。臀板发达，大多约略呈短阔三角形。中足基节之间存在各式中胸腹突。其足常较短壮，但也有各足较细长的种类，前足胫节外缘生有1-3齿，跗节多数为5节，少数属为4节。部分种类的雌雄性区别显著，雄虫的唇基、头部、前胸背板可能会有角状或其他形状的突起，且前足胫节相对细长。例如，白星花金龟成虫扁圆形，全体紫铜色，富有光泽，前胸背板前端两侧各有一个白色小斑，近后缘白色斑分布在两侧微凹点处，鞘翅基角稍向外突出，上面有纵列的小刻点和大小不等的云片状斑纹。

花金龟幼虫的形态也具有独特之处。其通常栖息于牲畜粪、腐烂草堆中。幼虫体为灰白色，拥有一个大型延展的前胸背板和一个尖削的腹部。以白星花金龟幼虫为例，老熟幼虫体长约24-39mm，头部呈褐色，胸足3对，短小，腹部为乳白色，肛腹片上的刺毛呈倒“U”字形2纵行排列，每行刺毛数为19-22根，体向腹面弯曲呈C字形，背面隆起且多横皱纹，头较小，胴部粗胖，颜色为黄白或乳白色。

1.1.2生物学特性与危害

花金龟的生活史通常为一年一代，以幼虫在土壤中越冬。成虫于次年春季开始出现，羽化盛期多在夏季。例如在新疆地区，白星花金龟1年1代，以老熟幼虫在粪堆中，粪土交界处等有机质较丰富的地方越冬，成虫于5月上旬开始出现，6-7月份是羽化盛期，8月下旬成虫数量逐渐减少。在山东省菏泽地区，白星花金龟1年发生1代，以幼虫在土壤内越冬，成虫5月上旬开始出现，6月、7月为羽化盛期，在9月下旬成虫开始死亡，也有部分入土，寿命一般为92-135d，产卵盛期在6月上旬到7月中旬，卵的孵化盛期为7月上旬到8月中旬。

成虫白天活动频繁，具有假死性、趋腐性及趋糖性。它们喜食各种作物、果木、树林等，尤其对腐烂果实、玉米花丝及树干流液情有独钟。部分花金龟在中足的基部还生有热感应器，可探测刚烧过的森林，那里常是它们交配和产卵的理想场所。幼虫多为腐食性，在腐殖质丰富的疏松土壤或腐熟的粪堆中生活，虽不直接危害植物，但对土壤有机质转化为易被作物吸收利用的小分子有机物具有一定作用。

然而，花金龟对农作物和园艺植物的危害不容小觑。本科绝大部分成虫以危害果树、林木、农作物的花为主，其次危害有伤或成熟的果实。它们会咬食花瓣、舐食子房，从而影响植物的受精和结果，还可啃食幼果表面，在果实上留下伤痕，造成减产或影响果实的质量。例如，小青花金龟常群集在苹果、梨等果树上，咬食花朵，严重影响果树的产量。白星花金龟成虫喜食腐烂的果实以及玉米、向日葵等农作物，对这些作物的生长和产量造成较大影响。

1.2花金龟科分类研究进展

花金龟科的分类研究经历了漫长的发展历程。早期主要依赖传统形态分类方法，分类学家依据花金龟的外部形态特征，如体型、颜色、斑纹、身体各部分的形状和比例等进行分类。例如，通过观察成虫的头面唇基形状、触角节数和鳃片部特征、前胸背板和鞘翅的形态等，将花金龟划分到不同的属和种。这种方法在花金龟科分类的初期发挥了关键作用，使得人们对花金龟的种类和分布有了初步的认识，世界已知509属3600余种，中国目前记录69属413种这一庞大的分类体系便是在长期的形态分类基础上建立起来的。

随着科学技术的不断进步，现代分子分类技术逐渐应用于花金龟科的分类研究中。分子分类借助分析花金龟的基因序列，从分子层面探寻其遗传差异和进化关系，为分类提供了更为精准和深入的依据。常用的分子标记有线粒体基因（如Cytb、COI等）和核基因（如28SrRNA）。通过对比不同花金龟种类的基因序列，可以确定它们之间的亲缘关系远近，解决了许多传统形态分类难以确定的分类难题。例如，在研究某些形态相似但分布区域不同的花金龟种类时，分子分类技术能够通过基因序列的差异，准确判断它们是否为不同的物种，或者是否存在隐性种。分子系统发育分析还可以揭示花金龟科