毛管蚜亚科系统发育关系重建及其与寄主植物关系演化研究（半翅目：蚜科）

The aphid subfamily Greenideinae is an important group within Aphididae, Hemiptera. Many species of Greenideinae are pests of crops and ornamental plants; its host-association pattern is also complicated and interesting. Up to now, few studies have explored the phylogenetic relationships within Greenideinae and the formation process of its current host-association pattern remains unclear. This project intends to construct detailed and reliable phylogeny of Greenideinae based on a broad sampling and total evidence (i.e. mitochondrial genes (genomes), nuclear genes, Buchnera genes, morphological and biological characters). The main goals are to test the monophyly of Greenideinae and its component tribes and to elucidate the tribal and generic relationships. The resulting phylogenetic hypothesis will be useful for taxonomic study and provide a comparative framework for the understanding of character evolution and mechanisms of adaptive evolution. In addition, based on the results of molecular dating and ancestral character reconstruction, this project will investigate the possible evolutionary scenarios for host association within Greenideinae and uncover the role of host association in aphid speciation and diversification. This study will be helpful for better understanding the diversification of phytophagous insects, insect-plant interactions and the mechanisms of pest evolution.

毛管蚜亚科是半翅目蚜科的重要类群，是农业经济作物与绿化观赏植物的重要害虫，该类群具有复杂有趣的寄主植物关系格局。至今，该亚科内部的系统发育关系尚未阐明，其寄主植物关系格局的形成过程也不明晰。因此，本项目拟通过广泛取样、利用多源数据（线粒体基因（组）、核基因、初级内共生菌基因、形态特征与生物学信息）、采用全证据法重建详尽可靠的毛管蚜亚科系统发育关系，检验该亚科及各族的单系性，阐明族间及族内属间的系统发育关系，从而为进一步推进该类群的系统分类研究提供理论指导，同时为关键性状演化、适应进化机制等研究提供良好进化关系框架；通过估算分歧时间、重建祖先节点的寄主植物，结合植物化石、古气候与地质历史事件追溯毛管蚜亚科与其寄主植物关系格局的演化历史，阐明寄主植物对其物种形成与多样性分化的影响，从而为植食性昆虫与寄主植物关系以及多样性演化研究提供优秀范例，相关研究成果也对理解有害物种的进化机制具有重要意义。

毛管蚜亚科是半翅目蚜科的重要类群，是农业经济作物与绿化观赏植物的重要害虫，该类群具有复杂有趣的寄主植物关系格局。至今，该亚科内部的系统发育关系尚未阐明，其寄主植物关系格局的形成过程也不明晰。本项目通过广泛取样、利用多源数据（线粒体基因（组）、核基因、初级内共生菌基因、形态特征与生物学信息）、采用全证据法对毛管蚜亚科系统发育关系以及与寄主结合关系进行了系统研究。基于大量的标本和样品，鉴定了毛管蚜亚科47种，对2个属进行了系统厘定，发现9新种和6中国新纪录种，完善了中国毛管蚜亚科标本信息库；基于105个形态学特征和4个分子标记（COI、COII、Cytb、EF-1α），以毛管蚜亚科3族14属47种作为内群，重建了毛管蚜亚科的系统发育关系，毛管蚜亚科、毛管蚜族、刚毛蚜族的单系性得到支持；刺蚜族为多系群，澳刺蚜属Meringosiphon与毛管蚜族构成姐妹群。基于51个代表物种的4个分子标记（EF-1α，COI、COII和Cytb）重建了毛管蚜族详尽可靠的系统发育关系，估算了毛管蚜族的分歧时间，重建了该族蚜虫与寄主结合关系的祖先状态，探讨了该族物种与其寄主结合关系的进化历史，结果表明毛管蚜亚科起源时间为白垩纪晚期，毛管蚜族与刚毛蚜族的分歧时间为K-T时期到始新世早期，毛管蚜族冠群的起源时间为51.72Mya；在毛管蚜族内，各个现生属的起源时间约在始新世中期到渐新世晚期，物种的分歧时间多发生在渐新世晚期到中新世。祖先状态重建的结果表明，毛管蚜族与壳斗科植物之间存在古老的结合关系，壳斗科是毛管蚜族寄主结合关系的祖先状态，但是在毛管蚜族中发生了多次寄主结合关系的转变，其中毛管蚜属、真毛管蚜属与声毛管蚜属属内物种发生了多次寄主结合关系由壳斗科转变为其它科植物的事件，而新寄主的获得可能某种程度上促进了声毛管蚜属内物种的分化。项目执行期内，共发表SCI刊物论文13篇；培养研究生6名。