基于形态及分子数据的中国溪泥甲科系统发育研究

Elmidae, commonly known as raffle beetles, are smaller-sized aquatic beetles in Coleoptera. They are very sensitive to water quality with great value as bio-indicators. They are mainly distributed in Oriental and Palearctic regions. In recent years, a series of revisionary works has dramatically improved our understanding of species diversity in the family Elmidae. However, most genera in Elmidae remain poorly characterized and phylogenetic relationships within the family are unexplored. As the rate of species discovery accelerates, there is a need to better define genera characterists in order to avoid arising newly taxonomic problems. Here we select Elmidae of China as the study object, combined molecular techniques with classical taxonomic methods, based on a combination of molecular and morphological data to study the phylogenetic relationships of Elmidae beetles. The results will first present the phylogenetic relationships of Elmidae, to solve the taxonomic problems of the Elmidae, and to revise the classification system of ELmidae beetles in China.

溪泥甲科是一类小型水生的鞘翅目昆虫，迁徙能力弱、对水质变化敏感，是水质监测的理想指示物。溪泥甲科昆虫种类丰富，主要分布于东洋界、古北界。近些年，一系列分类修订工作已经极大提高了人们对于溪泥甲科的认识；但是溪泥甲科内部的系统发育关系仍十分混乱，存在属间亲缘关系不清，一些疑难属、种的分类地位不清晰等问题。 新属、种的发现速度越来越快，为了避免新的分类学问题发生，亟待开展溪泥甲科的系统发育研究。本项目以我国溪泥甲科昆虫为研究对象，采用分子生物学手段与经典分类学方法相结合，基于分子数据和形态性状对我国溪泥甲科昆虫的系统发育关系进行深入研究。研究结果将首次提出我国溪泥甲科系统发育假设，解决我国溪泥甲科中存在的分类学问题，修订溪泥甲科分类系统。

溪泥甲科昆虫是一类生活于淡水的水生鞘翅昆虫，多数种类对水质变化敏感，是水质监测的理想指示物种。鉴于我国溪泥甲科分类研究基础薄弱，部分属鉴定间亲缘关系不明确，本项目以我国分布的溪泥甲科昆虫为研究对象，利用2个核基因及4个线粒体基因，对我国溪泥甲科的系统发育关系进行研究。将分子数据矩阵用软件进行拼接、剪辑、模型计算、数据联合，最终获得了我国溪泥甲科的系统发育关系树。. 主要结论如下：（1）有些属在系统发育树上为明显的单系群，如二叉溪泥甲属Cuspidevia，条带溪泥甲属Graphelmis，鹬溪泥甲属Grouvellinus 等，这些属的分子学分类与传统形态学分类基本一致，分类地位十分明确。（2）有些属的种类形态特征比较相似，传统形态学上的分类比较混乱，如棘突溪泥甲属Paramacronychus、佐氏溪泥甲属Zaitzevia、平截溪泥甲属Urumaelmis，这三个属的系统发育关系在基于分子数据的系统发育树也未能有效厘清，基于形态和分子证据，认为这三个属应该并为一个属；同理，隶溪泥甲属Optioservus与异隶溪泥甲属Heterlimnius应该合并为一个属；狭溪泥甲属Stenelmis与短刻溪泥甲属Ordobrevia应该合并为一个属。. 本研究利用分子数据矩阵得到的演化关系树，对我国溪泥甲科部分属的系统发育关系进行了较全面的分析，并对有些属的分类地位重新进行了修订。