中国瓢蜡蝉科分类与系统发育研究

瓢蜡蝉科是蜡蝉总科的较大分支，全世界已记载1200多种；中国已知148种，是世界瓢蜡蝉区系分类研究的重要组成部分。在长期自然演化中，该类昆虫体型、雌雄性生殖器特征等发生独特分化，是探索生物进化、追溯系统发育的理想研究材料。目前，该科所包含亚科、族级、属级阶元的界定并不明确，属间系统发育关系几乎是空白，与近缘类群的亲缘关系尚不清楚。本项目以中国瓢蜡蝉区系为研究对象，通过种类调查，综合运用比较形态学、分子生物学等研究，发现新的分类特征，明确各级分类单元的鉴别特征及演化规律、进化历程与方向，全面界定瓢蜡蝉亚科、族、属级分类单元；搞清中国该科的种类、地理分布，丰富世界瓢蜡蝉区系；修订现有的瓢蜡蝉科分类系统，建立符合瓢蜡蝉科进化历史的自然分类系统，揭示瓢蜡蝉科系统发育关系，明确瓢蜡蝉科的高级阶元间的亲缘关系及其在蜡蝉总科中的分类地位，为修订蜡蝉总科高级阶元分类系统提供科学依据。

瓢蜡蝉科Issidae是半翅目蜡蝉次目多样性非常丰富的一个类群，广泛分布于世界各大动物地理区系，但以热带和亚热带地区居多。本项目对中国瓢蜡蝉科4亚科2族63属209种进行了系统研究，发现8新属26新种（已发表2新属13新种）、4中国新记录属和1新记录种，订正2个种级新异名。该类群在东洋区已知共56属，以华南区、华中区和西南区为主，其中华南地区44属，华中地区15属，西南地区14属；古北区分布较少，仅有9属，其中华北地区2属，蒙新地区2属，青藏地区5属；中国特有种为162种。首次对瓢蜡蝉内部生殖系统进行了研究，结果表明雌性生殖孔均为双孔型；交配管通过阴道与交配囊相连, 不直接与交配囊相连；卵巢管为端滋式；侧输卵管具侧输卵管附腺；前、后阴道，交配囊，受精囊等器官均为双层膜质结构，而卵巢和侧输卵管为单层膜质结构；体内未成熟的卵无论是在卵巢或侧输卵管中仅被一层膜所包被；交配管、后阴道或交配囊基部有形态各异的骨片；明确了瓢蜡蝉科昆虫总输卵管与侧输卵管的连接方式。雄性主要包括：精巢、输精管、贮精囊、射精管、生殖副腺5部分：2个精巢分开，内包裹精巢小管，外被围膜，不同种类的精巢小管数目变化较大；贮精囊的位置及形状和生殖附腺的发达程度因种类不同存在较大的差异。雌性外生殖器较其它外部形态特征稳定，但在属间，特别是属级以上高级阶元间变化明显，可作为探讨瓢蜡蝉科高级阶元乃至蜡蝉总科的系统发育关系的重要分类特征。基于Cytb及COI基因，18S rDNA及无翅基因等分子数据，采用最大简约法（MP）和贝叶斯法（Bayes）对中国瓢蜡蝉科4亚科20属分别进行了系统发育分析。研究结果表明，瓢蜡蝉亚科Issinae不是一个单系群，需进一步研究和划分；杯瓢蜡蝉亚科Caliscelinae和汤瓢蜡蝉亚科Tonginae均应保留在瓢蜡蝉科；帕瓢蜡蝉族Parahiraciini应被提升为帕瓢蜡蝉亚科Parahiraciinae，恢复其亚科级分类地位。