基于形态和分子数据的中国粉蛉科分类修订和系统发育研究

•.Coniopterygids are covered with white wax powders on wings and bodies. Up to now, 3 subfamily, 23 Genera and 560 species are known in the world. They are the most unique neuropterans and play a key role during the evolution of Order Neuroptera. They are also very important natural enemy resources in the agroforestry ecosystem. But because of the small size, they are often overlooked. The phylogenetic position of Coniopterygidae in Neuroptera remains controversial. The phylogenetic study among the different levels of the family is rarely reported, and its fauna in China isn’t quite clear. In this project, based on the traditional taxonomic research, the diversity and geographical distribution of Coniopterygidae in China will be well surveyed. In addition, the phylogenetic relationship within Coniopterygidae will be reconstructed based on the morphological and molecular data obtained respectively from scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, micro- computed tomography of the body, the geometrical morphology of the fore wings and the sequencing of the mitochondrial genome. The aim of the program is offering not only the comprehensive species information including DNA barcodes for the conservation and utilization of these natural enemy resources, but also the evidences for the research about the Neuroptera evolution.

粉蛉科昆虫体和翅均覆白色蜡粉，是脉翅目中最为特殊的类群，在脉翅目系统发育中具有重要地位，也是农林生态系统中重要的天敌资源。世界已知3亚科23属560多种，但因体小，常常被忽视。目前，粉蛉科在脉翅目中的演化地位仍存有争议，科内各级阶元的演化关系少有报道；我国的粉蛉科资源丰富，根据已掌握的标本估计有近百种，但目前仅已知2亚科10属54种。本项目拟在传统的形态分类基础上，进一步摸清我国粉蛉的种类与分布，完成相关属种的描述与厘定，并通过利用扫描电镜、透射电镜和显微CT等技术对我国粉蛉常见属种外部形态和内部结构的比较形态学研究、前翅的几何形态学分析及尽可能多属种的线粒体基因测序，结合粉蛉科已有的化石记录，重建粉蛉科亚科和属的系统发育关系，以期为我国粉蛉天敌资源的保护利用提供包括遗传信息DNA Barcodes 在内的更全面的物种信息，并为揭示粉蛉科的分类地位和科内阶元的系统演化关系提供更丰富的证据。

课题组本项目4年的研究中，继续开展了中国粉蛉科的区系研究，共采集、补充粉蛉标本2亚科 8属41种8900余号，对中国近70种粉蛉进行了的补充描述、鉴别特征的拍照与绘图，完成了我国粉蛉科粉蛉属Coniopteryx 、重粉蛉属Semidalis、啮粉蛉属Conwentzia、异粉蛉属Heteroconis和囊粉蛉属Aleuropteryx等主要属的分类修订，发现粉蛉新种16个、中国新记录7个，新异名5个，更新了中国粉蛉科名录，其中6新种2中国新记录2新异名已经发表。通过对粉蛉科2亚科11属45种的Barcoding序列，构建了我国常见属种的DNA条形码数据库，发现了直胫啮粉蛉 Conwentzia orthotibia Yang, 1974 为Conwentzia pineticola 的新异名和我国广重粉蛉复合组中的5个隐种，并对我国粉蛉科主要属级阶元进行了系统发育分析； 根据粉蛉亚科3属14种粉蛉的全线粒体基因组的测序，对广重粉蛉复合组中的中华重粉蛉进行了谱系地理学研究、重建了我国重粉蛉属的系统发育关系。课题组还开展了粉蛉泌蜡和蜡粉的研究，完成了对2亚科11属49种蜡腺在体表的泌蜡孔和粉蛉亚科3属3种蜡粉的扫描电镜研究；以中华啮粉蛉为对象，我们以中华啮粉蛉Conwentzia sinica Yang, 1974为研究对象，对粉蛉的泌蜡行为、蜡粉的成分和调控粉蛉泌蜡行为的分子机制进行了初步研究，同时对该种粉蛉的生物学和人工饲养进行了初步摸索。. 上述研究中的中国粉蛉昆虫区系研究为摸清中国粉蛉的种类和后续的粉蛉天敌资源的保护利用奠定了基础；粉蛉的分子测序为解决传统分类中的问题种和隐存种问题、粉蛉的谱系地理学和系统发育研究提供了分子证据；而关于粉蛉蜡粉、蜡腺和泌蜡行为的分子调控机制的研究，不仅对揭示泌蜡昆虫的进化，而且对提高农林害虫治理中粉蛉的生物防治效果，均具有积极的作用。