跳小蜂重要类群与寄主专化关系的研究

Encyrtidae is an economically important family of the Hymenoptera Parasitica. Species of this group are frequently used in the biological control of the insect pests, especially the scale insects (Hemiptera: Coccoidea). As natural enemies, the species of Encyrtidae parasitise on the eggs, larvae, pupae, or adults of various insects, including Hemiptera,Lepidoptera etc. Studies on the parasitoid-host interactions are scarce and difficult,mainly because of technical difficulties associated with rearing and species identification.This situation also exsists in other chalcidoids and even in parasitica Hymenoptera. Misidentification of the parasitoids and ? or hosts and the associations prevent us to give a deep understanding of their speciaton and divesification, and thus phylogeny, biology, coevolution with their host, as well as use effectively in biological control. Through integrated approaches including morphological comparation,geomorphometric and DNA taxonomy, we aim to give a robust species identification thus for studying parasitoid-host relationships. We select several economicly important groups in Encyrtidae, such as Anicetus, Copidosoma, Encyrtus, to study parasitoid-host relationship, which may give some light on the speciation of the endoparasitoid Hymenoptera parasitica. We also try to propose a protocol for studying parasitoid-host relationships that can be used by research workers in this field.

跳小蜂是开展农林害虫生物防治的一类重要的寄生蜂。它们的寄主涉及昆虫纲中多个目的昆虫，如同翅目、鳞翅目等。跳小蜂和寄主在长期进化过程中形成错综复杂的生物学关系。但由于从寄主饲养寄生蜂耗时、耗力非常烦琐，另外可用于种类鉴别的特征少，使得准确鉴定物种，以及由此判断它们和寄主之间的关系相当困难。这也是其它小蜂甚至寄生蜂中普遍存在的问题。这种现状限制了我们对小蜂的物种形成机制与分化的理解和认识，也阻碍了深入了解其系统发育、生物学、与寄主的协同进化以及在生物防治领域中的应用等研究。本项目将对跳小蜂中一些重要类群，如扁角跳小蜂属、多胚跳小蜂属和跳小蜂属等属中一些代表种类，通过比较形态学、几何形态学、分子生物学等方法和手段，开展跳小蜂的种类鉴别及与寄主之间的专化关系研究，建立跳小蜂这类内寄生蜂与寄主关系研究的体系与方法；发现寄生蜂与寄主之间的进化规律，为进一步论证这类内寄生蜂的物种形成机制提供理论依据。

跳小蜂经常被用于农林害虫的生物防治，是一重要的寄生蜂类群。它们的寄主包括昆虫纲中多个目的昆虫，如同翅目、鳞翅目等。跳小蜂和寄主在长期进化过程中形成错综复杂的生物学关系。但由于从寄主饲养寄生蜂耗时耗力非常烦琐，另外可用于种类鉴别的特征少，使得准确鉴定物种，以及由此判断它们和寄主之间的关系相当困难。为了实现准确鉴定寄生蜂物种，以及由此判断它们和寄主之间的关系等寄生蜂中普遍存在的科学问题。项目按计划于2013-2016年系统开展了以下3个方面的研究内容： 1）、中国跳小蜂重要类群的形态分类及寄主的关系；2）、跳小蜂DNA分类研究及寄主的准确关系；3）、形态分类与DNA分类的整合研究及寄主的关系的探讨。.具体实施中，项目组在北京、河北、广东、广西、云南等26省市等地针对中国跳小蜂重要类群的寄主开展广泛采集。通过寄主饲养寄生蜂这一主要手段收集小蜂标本10000余号。在获取的标本中，我们选取阔柄跳小蜂属、扁角跳小蜂属等10余个跳小蜂属、近50种的材料开展了深入研究，建立各种跳小蜂物种的资料数据库及其寄主害虫的数据库，根据寄主类型，对各地样本的形态分析种间和种内变异情况，借助显微镜、扫描电镜对跳小蜂种类的一般形态学和比较形态学研究，利用几何形态学方法和手段进行比较分析研究。为确定跳小蜂与寄主的准确关系，我们同时开展了DNA分类的研究，其中包括相关序列引物的筛选、引物的设计；DNA序列的比较和分析；对中国阔柄跳小蜂各种的线粒体COI基因和28S核糖体RNA基因D2区进行PCR, 将PCR产物进行纯化并测序。并使用ClustalW软件对获得序列进行比对，使用Mega, PAUP软件进行序列分析。根据形态分类结果与DNA分类结果，将形态分类特征与DNA序列整合用于分类研究，并与寄主信息的整体研究，进一步明确了分类在研究寄生蜂与寄主关系中的作用。通过以上的研究我们建立了跳小蜂属种类、阔柄跳小蜂属种类、扁角跳小蜂属种类的资料数据库及其寄主害虫的数据库和各物种分子数据库；通过结合形态和生物学证据提高分类准确性和稳定性，进而明确了中国跳小蜂属、阔柄跳小蜂属、扁角跳小蜂属与寄主昆虫的专化情况，这种专化性是否因地理分布有关，以及这种专化性与环境和海拔的关系。