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基于多维度分析的二星蝽属部分种系统发育与遗传多样性探秘

一、引言

1.1研究背景与意义

二星蝽属（Eysarcoris）隶属于半翅目（Hemiptera），异翅亚目（Heteroptera），蝽科（Pentatomidae），蝽亚科（Pentatominae），在昆虫系统分类学中占据重要地位。该属昆虫体形较小，长4-6mm，宽3-4mm，体色多为灰白到黄褐色，主要鉴别特征是位于小盾片基角处的黄白斑。其分布范围广泛，涵盖欧亚大陆、澳大利亚以及非洲等地，在我国境内已知有9个物种。

从农业生产角度来看，二星蝽属内部分种类，如北二星蝽（Eysarcorisaeneus）、广二星蝽（Eysarcorisventralis）和二星蝽（Eysarcorisguttiger）等，是重要的农业害虫。这些害虫以成虫和若虫形态，通过吸食作物茎秆、叶穗等部位的汁液，阻碍作物正常的生长发育，导致植株出现籽粒干瘪、生长迟缓甚至枯死等现象，严重影响农作物的产量与质量，进而对农业经济造成损失。例如在山东地区，二星蝽对玉米的危害严重，受害玉米心叶卷曲，展开后呈现一排刺吸孔洞，严重时叶片自受害处齐断，极大地影响了玉米的生长发育。

在昆虫学研究领域，深入探究二星蝽属的系统发育，有助于揭示其在长期进化历程中的发展脉络，明晰不同物种间的亲缘关系以及演化规律，为昆虫进化理论的完善提供关键依据。同时，对其遗传多样性展开研究，能够从基因层面阐释物种的遗传结构和变异状况，为生物多样性保护提供重要的理论基础，也为昆虫分类学提供更精准的分子证据，弥补传统形态分类的局限性。

1.2二星蝽属研究现状

在分类学方面，自Hahn于1834年建立二星蝽属以来，学者们不断对该属进行分类研究。但由于二星蝽属近缘种间外部形态及生殖节特征差异不显著，导致分类鉴定存在一定难度。例如北二星蝽和尖角二星蝽（Eysarcorisparvus），长期以来其分类地位存在争议，直至通过扩增线粒体COI基因部分片段，计算遗传距离并进行系统进化分析，同时结合生殖节形态差异研究，才证实二者为同一个种。

在分布研究上，二星蝽属昆虫分布广泛，在欧亚大陆、澳大利亚以及非洲等地均有发现。在我国，其分布范围北起黑龙江，南至台湾、海南、广东、广西、云南，东临滨海，西至内蒙古、宁夏、甘肃，折入四川、西藏。通过GIS技术分析发现，我国二星蝽属物种丰富度受气温和降水量影响，北部地区低于南部地区，西部地区低于东部地区，且与海拔成负相关，云南、广西、浙江等地因气候温和、植被丰富，成为二星蝽属物种聚集中心。

关于系统发育研究，多位学者对二星蝽属的族级归属问题持有不同观点。1866年Mulsant和Rey将二星蝽属与StagonomusGorski（1852）一起归于二星蝽族Eysarcorini；1909年Krikaldy将二星蝽属移入蝽族Pentatomini；1962年我国学者杨惟义将其归为舌盾族Graphosomini；2006年Rider沿用Mulsant和Rey的分类系统，恢复二星蝽族并将二星蝽属归入其中。通过对二星蝽属及其12个近缘属的小盾片形状进行定量比较，聚类分析、主成分分析和典型变量分析结果显示，支持将二星蝽属划归于二星蝽族。

在遗传多样性研究领域，目前针对二星蝽属的研究相对较少。以往研究多集中在线粒体基因和核基因ITS等分子标记上，通过分析这些分子标记的变异情况，来评估二星蝽属不同种群的遗传多样性水平，但研究范围和深度仍有待拓展。

1.3研究目标与内容

本研究旨在综合运用多种技术手段，深入剖析二星蝽属部分种的系统发育关系和遗传多样性。具体研究内容如下：

基于分子序列的系统发育分析：选取线粒体基因和核基因等分子标记，对二星蝽属部分种的DNA序列进行扩增、测序和分析，构建系统发育树，明确各物种间的亲缘关系和进化地位。

遗传多样性评估：利用分子标记数据，计算遗传多样性参数，如核苷酸多样性、单倍型多样性等，评估二星蝽属不同种群的遗传多样性水平，分析其遗传结构和变异规律。

探讨影响遗传多样性的因素：结合地理信息、生态环境等因素，探讨影响二星蝽属遗传多样性的生态和进化因素，揭示其遗传多样性的形成机制。

二、材料与方法

2.1实验材料

本研究选取了二星蝽属的北二星蝽、广二星蝽、二星蝽等多个物种作为研究对象，在2021-2023年期间，于中国境内多个地区进行样本采集，具体涵盖了山东、山西、河南、河北、云南、广西等地。这些地区气候、地形和植被类型多样，为二星蝽属昆虫提供了丰富的生存环境，有助于全面获取不同种群的样本。

采集过程中，主要运用网捕法和震落法进行样本采集。在农田、果园、林地等二星蝽属昆虫可能栖息的场所，使用昆虫网