中国麻蝇属分类修订、形态特征演化及系统发育关系重建

As the most speciose genus of Calyptratae, Sarcophaga (Diptera: Sarcophagidae) is a sound example for a super-radiation of significant evolutionary importance, which also serves as a crucial intermediate, forensic indicator, natural enemy and experimental insect. Because of their numerous species, similar habitus and complicated genitalia, the phylogeny of the genus Sarcophaga has long been a great challenge. Sarcophaga has its highest diversity in China. The project is going to investigate the genus Sarcophaga in the fauna of China to 1) revise the Sarcophaga species through integrated-taxonomy, identifying new taxa and establishing morphological and DNA database; 2) enrich and select characters using microscopy and ultramicroscopy, discussing the evolutionary trend of their morphological states; 3) reconstruct phylogeny by combining morphological and molecular information, defining the monophyly, diagnosis and systematic relationships of all subgenera. Revealing the origin, speciation and adaptive radiation of Sarcophaga in China will therefore provide pivotal evidence for adaptation and evolution of Calyptratae.

麻蝇属Sarcophaga隶属于双翅目Diptera有瓣类Calyptratae麻蝇科Sarcophagidae，是有瓣蝇类中的第一大属，为典型的爆发式适应辐射类群，也是重要的媒介、法医、天敌和实验昆虫，具有重要的进化生物学研究价值。但该类群物种多、外形相似、尾器复杂，一直是蝇类系统学研究中的难题。我国是麻蝇属昆虫物种多样性最高的地区。本项目以我国麻蝇属昆虫为研究对象，1）以整合分类学研究思路，修订我国麻蝇属已知物种，探明新的分类阶元，构建形态和DNA分类数据库；2）以显微和超显微相结合的研究方法，补充、筛选形态特征，探讨特征演化趋势，为物种鉴定和系统发育研究提供依据；3）以形态和分子数据相结合的研究手段，重建系统发育关系，验证各亚属的单系性，界定各亚属的属征，明确各亚属间亲缘关系，揭示麻蝇属起源、物种形成和适应辐射机制，同时可为有瓣蝇类的适应与演化研究提供重要佐证。

本项目主要进展总结如下。分类修订研究：在16省30余个保护区采获了用于分类学、比较形态学及分子系统学研究的标本5000余号；检视了北京林业大学博物馆及国内外麻蝇属馆藏丰富的9家博物馆共153种中国麻蝇属物种，首次核对了由中国学者发表的麻蝇属物种59种，并检视了其中48个物种的模式标本；共发现麻蝇属及其近缘类群的新物种7种、中国新纪录种15种、中国新纪录属1属，建立10个种级新异名、2个属级新异名，3种新组合，增加了28个物种的省级新纪录分布地，系统修订了20个亚属；建立了世界229种麻蝇物种的分子分类数据库。形态学研究：结合扫描电镜、Micro-CT、激光共聚焦等技术，对麻蝇重要形态特征尤其是雌雄性尾器结构进行了系统比较形态学研究，共拍摄显微及超显微照片2000余张，修订了29个同源特征，补充、遴选出用于构建麻蝇系统发育树的222个关键性状特征；对麻蝇感受器官触角进行了系统的超显微形态学研究，统一了有瓣蝇类触角常见感受器结构的名称并对8种触角感受器进行了详细定义；对麻蝇属常见物种的翅干涉图谱进行比较形态学研究；总结出新疆地区常见麻蝇三龄幼虫鉴定特征。系统发育关系重建研究：基于核基因、线粒体基因片段构建麻蝇属系统发育关系，验证了麻蝇属部分亚属的单系性及其亲缘关系；首次获取11种麻蝇线粒体基因组数据及24种麻蝇转录组数据并构建了麻蝇科系统发育关系，支持麻蝇科及各亚科的单系性；通过构建超树，获得了属级阶元覆盖最广的麻蝇系统发育关系，明确了各亚科地理起源，演化过程中，麻蝇昆虫食物谱扩展并演化出了更多的取食策略，以应对不同非生物环境下可利用食物资源的差异。项目执行期间发表SCI论文19篇，完成国内外学术报告30人次，共培养研究生8名，其中1人已取得博士学位，2人已取得硕士学位。项目主持人获得周尧昆虫分类学奖励基金、第十五届林业青年科技奖等奖励等13项，并被聘为中国昆虫学会昆虫分类区系专业委员会委员等学术任职7项。