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牙甲科(Hydrophilidae)是牙甲总科(Hydrophiloidea)中种类最多的一个类群,分布于世界各地,生活环境包括水生、半水生和陆地腐生,体形大小变化很大。本研究选取核基因18S rDNA,线粒体基因16S rDNA、COⅠ作为分子标记,测序分析31个种,主要来自广东、江西、黑龙江、内蒙古地区,并结合NCBI下载的10个种的18S rDNA、16S rDNA以及COⅠ基因序列数据。涉及牙甲科2亚科18属41种,以沟背牙甲科(Helophoridae)中的Helophorus属的2种作为外群,采用目前常用的邻接法(NJ)、最大简约法(MP)、最大似然法(ML)三种方法构建系统发生树,探讨牙甲科各分类阶元之间的系统关系。
三种方法构建的系统发生树,结果大多与Hansen(1991)的形态分类系统相吻合,这也是至今被大多数牙甲分类学家认可的系统。三种分子标记及联合分析构建的树拓扑结构类似,低级阶元存在一定差异。分析结果显示Anacaena和Crenitis归于Anacaenini族,但却稳定的与路牙甲亚科(Sphaeridiinae)的各族聚在一起,Anacaena可能是从陆生逐渐过渡为水生的,之所以聚在一起是由于相似的生活环境和生活习性所致。共同具有游泳的习性导致Hydrobius总是与Amphiops、Berosini聚在一起。
Helochares、Laccobius、Sphaeridium、Cercyon、Coelostoma、Enochrus均表现为单系,本研究支持Hansen(1991)系统中Berosus与Regimbartia属于Berosini族的观点,该族与Chaetarthiini为姊妹群。Hansen(1991)的Acidocerina并非一个单系,Hydrophilina与Acidocerina合并为一个族是合理的。
结果显示Paracymus总是与Laccobi ini族聚在一起,支持Komarek(2007)根据成虫的形态学研究成果。分子序列分析认为En.fuscipennis与En.quadripunctatus是两个独立的种而并非姊妹种。
Berosus经常与Hydrobius聚在一起,此结果与Korter(2004),Bernhard(2006)的研究结果一致。Cercyon与Sphaeridium聚在一起,而后与Coelostoma聚在一起,此结果与Caterino(2005),Bernhard(2006)的研究结果一致。应用18S rDNA、16S rDNA以及COⅠ基因对牙甲科昆虫系统发育关系进行研究时发现,该基因在解决牙甲科以下属种间的系统发育关系时是有效的分子标记。
整理中山大学生物博物馆馆藏标本时发现3种中国新纪录种,直缘隆胸牙甲Paracymus aeneus、褐苍白牙甲Enochrus fuscipennis、暗须苍白牙甲Enochrustestaceus fabricius,均采集于新疆。其中褐苍白牙甲从形态上与四点苍白牙甲En.quadripunctatus十分相似,地理分布也具有重叠性。暗须苍白牙甲与褐苍白牙甲相似,体形较大,由头部特征容易区分。直缘隆胸牙甲与曲脊隆胸牙甲P.relaxus十分相似,但可以通过中胸腹板隆脊区分。