露螽亚科系统发育与特征演化研究- - 基于形态和分子证据

本课题拟采用经典分类学和支序系统学的理论和方法，在对中国露螽亚科属（种）进行修订的基础上，深入研究该亚科的系统发育关系，并揭示重要器官形态特征的演化规律。首先，加强运用在物种形成和进化中具重要意义的摩擦发音器官和骨化的外生殖器官的形态特征，对中国露螽亚科属（种）进行全面系统修订，解决疑难种的分类问题，并发表新分类单元；对在露螽演化中具重要作用的生物多样性热点地区（如横断山-喜马拉雅东缘）和露螽研究空白地区（如东北区）进行露螽区系研究；在此基础上，以经典形态学和分子生物学（包括线粒体和核基因）特征相结合，进行露螽亚科支序系统学研究，解决露螽亚科的单系性问题，揭示重要族（属）的系统发育关系，澄清有疑问的族（属）的系统地位或有效性问题，阐释重要器官（如摩擦发音和骨化的外生殖器官）的特征演化过程；并探讨分子生物学特征（线粒体和核基因）的进化历史及其在露螽亚科系统发育研究中的有效性。

本课题采用经典分类学和支序系统学的理论和方法，在对中国露螽亚科属（种）进行修订的基础上，深入研究该亚科的系统发育关系，并揭示重要器官形态特征的演化规律。首先，为了摸清中国露螽亚科物种的多样性，我们加强运用在物种形成和进化中具重要意义的摩擦发音器官和骨化的外生殖器官的形态特征，对中国露螽亚科46属232种进行全面系统修订，并解决了疑难种的分类问题，其中包括在本项目中新发表的1新属和65新种；并对在露螽演化中具重要作用的生物多样性热点地区（如横断山-喜马拉雅东缘）和露螽研究空白地区（如东北区）进行了露螽区系研究。在此基础上，我们开展了露螽亚科的线粒体全基因组的研究，以确定露螽亚科的系统地位，为进一步研究露螽亚科的起源和演化奠定了重要基础。我们获得露螽亚科2线粒体全基因组，首次发现直翅目螽亚目中存在线粒体控制区及其周围相关基因的转位现象，此类基因转位也为首次报道；另外在nad1和cytb之间存在一长的间隔区，该间隔区中包括一tRNASer的假基因。同时以线粒体基因组为分子标记，确立了露螽亚科为1个单系群，其归属于单系的螽斯科。此外，以110个经典形态学特征和分子生物学（包括3个线粒体基因和3个核基因）特征相结合，对世界露螽亚科约13个族和20个属团106个属155个种205个样本，进行了支序分类学研究。确定露螽亚科为一个单系，而露螽亚科内原确立的族和属团多为多系群；对一些有疑问的属（如糙颈螽属Ruidocollaris Liu和华绿螽属Sinochlora Tinkham）的系统地位进行了确定；重要器官--听器和摩擦发音器官的同形特征多为协同进化，而骨化的外生殖器官都经过了多次丢失和重新起源的过程。且不同的特征（形态特征、线粒体和核基因）在露螽亚科系统发育研究中的贡献程度不一样。在研期间，以第一作者或通讯作者发表论文10篇，其中包括1篇生物技术和应用微生物学领域JCR TOP 15%的SCI论文；8篇其它SCI源期刊论文；1篇核心期刊论文。另在投研究论文2篇，正在准备研究论文2篇。