天津地區廣斧螳基于形態和分子數據的鑒定

王浩，張丹麗，韓佩瑾，運麗佳，焦克龍，崔新儀，胡奇

（1.天津農學院園藝園林學院，天津300384；2.南開大學生命科學學院，天津300071）

天津地區廣斧螳基于形態和分子數據的鑒定

王浩1，張丹麗2，韓佩瑾1，運麗佳1，焦克龍1，崔新儀1，胡奇1

（1.天津農學院園藝園林學院，天津300384；2.南開大學生命科學學院，天津300071）

首次記錄廣斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）在天津地區的分布，并首次在GenBank上傳正確的廣斧螳線粒體基因COI序列片段（KR154223），也是國內首次提供廣斧螳基于形態特征、測量數據和分子數據的鑒定依據.

廣斧螳；形態特征；分子鑒定；天津新紀錄

廣斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）分類學上隸屬于螳螂目Mantodea、螳科Mantidae、螳亞科Mantinae、斧螳屬Hierodula，在國外主要分布于日本、菲律賓、印度尼西亞（爪哇）及中美洲等國家和地區[1-2]，在我國主要分布于北京、河北、山東、陜西、浙江、江蘇、上海、四川、貴州、福建、廣東、海南、內蒙古、遼寧、安徽、河南、湖北、江西、廣西、西藏、重慶、寧夏、吉林、黑龍江、湖南、云南、甘肅、臺灣等省、直轄市和自治區[2-5]，本研究首次紀錄廣斧螳在天津地區的分布.廣斧螳是重要的資源昆蟲，在生物制藥、捕食性天敵、食品研發與文化藝術等領域都有重要的利用價值，國內外對于該種昆蟲的生物行為學、天敵利用、藥用價值和人工飼養等方面都進行過較為廣泛的研究[6-11]，但尚未有基于DNA條形碼技術的分子水平的相關報道.為了準確識別該物種，本研究為國內首次提供廣斧螳基于形態特征、測量數據和分子數據的鑒定依據，為廣斧螳的進一步研究利用和人工飼養等提供參考.

1 材料與方法

1.1 實驗材料

在2014年3月至2015年3月期間，于天津市南開區、津南區、西青區的野外草叢、灌木叢、菜地、果樹等生態位上采集廣斧螳所產的卵鞘、不同齡期若蟲、成蟲等活體標本，采集時均留下部分物種以維持當地生態平衡.所采標本帶回天津農學院植保系昆蟲飼養室后置入養蟲罐中，在室溫下進行人工飼養，對部分活體標本進行速凍保色后，分別進行干制標本制作和90%（體積分數）乙醇浸液保存.

1.2 實驗方法

1.2.1 形態數據獲得

使用Olympus顯微照相系統對廣斧螳干制標本基于形態特征進行檢視、鑒定和拍照，并測量相關數據.

1.2.2 分子數據獲得

解剖提取天津地區采集的廣斧螳乙醇浸制標本胸部少量的肌肉組織，使用CW0546動物組織基因組DNA提取試劑盒（康為世紀公司）提取總DNA.選用通用引物[12]進行PCR擴增，經瓊脂糖凝膠電泳檢測后，送天津華大公司測序.測序結果使用BioEdit進行校對和拼接，確保準確無誤后，將長度為630 bp的廣斧螳線粒體COI序列片段信息上傳GenBank，序列號為KR154223.

2 結果與分析

2.1 廣斧螳成蟲形態簡述

體大型，體色常呈綠色或棕色，少數個體呈蠟黃色，廣斧螳成蟲形態如圖1所示.

圖1 廣斧螳Hierodula patellifera成蟲形態特征圖Fig.1 Adultsof Hierodula patellifera（Serville）

雌蟲通常明顯大于雄蟲，分布我國北方的個體明顯小于南方個體，在天津地區雌蟲體長50～60mm（n= 12），雄蟲體長45～60mm（n=10）.頭部額盾片寬度小于高度的1.5倍（圖1（c））；前胸背板兩側側緣具明顯的1排小齒（圖1（a），（e））；前胸腹板基部常具紅褐色帶斑；前足基節具3～5個明顯的疣突，其中基部2個疣突相距寬度遠大于疣突本身的寬度（圖1（d））；前足腿節內列刺第4、5大刺間具1枚小刺（圖1（c））；中后足脛節膝部內側片具刺；雄性前翅翅痣兩端暗色明顯，其翅痣后縱脈間具有1排小翅室（圖1（e），（f）），中域翅室稀疏[13].其中，上述前足和雄蟲前翅特征是廣斧螳區別于斧螳屬其他種類的重要特征；而上述頭部和中后足特征是廣斧螳區別于天津地區其他常見螳螂種類的重要特征.

2.2 天津地區常見螳螂成蟲形態特征檢索表

1.中后足脛節膝部內側片缺刺……………………2 -.中后足脛節膝部內側片具刺……………………3

2.爪溝位于前足脛節中部；前足基節內側常具明顯色斑……薄翅螳Mantis religiosa L.，1758 -.爪溝位于前足脛節中部之前；前足腿節內側爪溝處具一中部淡色、兩側深色的眼斑……棕靜螳Statilia maculate（Thungerg，1784）

3.頭部額盾片其寬小于高的1.5倍（圖1（c））；前足基節具3～5個明顯疣突（圖1（d））……廣斧螳H.patellifera -.頭部額盾片其寬至少為高的2倍；前足基節無明顯疣突………………………………………………4

4.后翅基部具一較大的黑斑……中華大刀螳Tenodera sinensis Saussure，1869 -.后翅基部無較大的黑斑……狹翅大刀螳Tenodera angustipennis Saussure，1869

2.3 天津地區常見螳螂成蟲基于測量數據的檢索表

1.前足脛節與腿節長度比小于0.5……棕靜螳S. maculate -.前足脛節與腿節長度比大于0.5………………2

2.前胸背板長寬比明顯小于3.0（圖1（a））……廣斧螳H.patellifera -.前胸背板長寬比明顯大于3.0…………………3

3.前胸背板長寬比明顯大于4.0……狹翅大刀螳T. angustipennis -.前胸背板長寬比不大于4.0……………………4

4.前胸背板長寬比明顯大于3.5；前足脛節與腿節長度比接近0.6……中華大刀螳T.sinensis -.前胸背板長寬比接近3.5或小于3.5；前足脛節與腿節長度比小于0.6……薄翅螳M.religiosa

2.4 天津地區廣斧螳的分子鑒定

對再次在天津野外采集到的廣斧螳標本，獲取線粒體COI序列片段，并與GenBank已發布的DNA序列比對，結果與本課題組之前上傳的序列號為KR154223的序列100%一致，與序列號為FJ802758的斧螳屬東洋區某種Hierodula sp.的序列一致率僅為90%，證明所上傳的COI序列作為廣斧螳DNA條形碼的可用性（通過Genbank已知序列分析，螳螂目屬內種間的COI序列一致率低于95%）.本研究所上傳的序列號為KR154223的COI序列片段為首次上傳的廣斧螳H.patellifera在GenBank上的正確的線粒體基因COI序列片段.GenBank上傳的采自中國的序列號為JF700167、長度為632 bp的“Hierodula patellifera”線粒體COI序列片段，經序列比對與GenBank上已上傳的7條棕靜螳Statiliamaculate（Thungerg,1784）序列片段（序列號：KM362717-KM362723）達到98%～99%一致，而與本研究上傳的KR154223序列一致率僅為85%，因此認為JF700167序列片段所代表的物種實為棕靜螳Statiliamaculate[14].

3 討論

綜合上述結果，天津地區的重要資源昆蟲—廣斧螳可以分別基于形態特征、測量數據和分子數據進行鑒定，所提供的檢索表和線粒體COI序列片段可以作為準確鑒定廣斧螳的重要依據.其中依據形態測量數據進行廣斧螳成蟲鑒定的方法，極大提高了鑒定效率.

本研究中的分子鑒定方法，不受廣斧螳形態數據鑒定中對于成蟲蟲態的要求，克服了卵鞘、若蟲等未成熟蟲態其發育周期的天然限制，實現了廣斧螳的非專業鑒定.

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（責任編校 紀翠榮）

Identification of Hierodula patellifera（Serville，1839）（M antodea，M antidae）in Tianjin based onmorphologicalandmolecular data

WANGHao1，ZHANGDanli2，HANPeijin1，YUN Lijia1，JIAOKelong1，CUIXinyi1，HUQi1
（1. College of Horticulture and Landscape，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；2. College of Life Sciences，Nankai University，Tianjin 300071，China）

Hierodula patellifera（Serville，1839）was first recorded in Tianjin with the firstand true DNA COI partialgene（No.KR154223）uploaded in GenBank.Identification of H.patellifera based on morphological characters，measured data andmoleculardatawasprovided first in China.

Hierodula patellifera（Serville）；morphological characters；molecular identification；new record in Tianjin

Q969

A

2015-04-11

天津市大學生創新創業訓練計劃資助項目（201410061036）；天津市普通高等學校本科教學質量與教學改革研究計劃資助項目（B01-0901）；天津農學院科技發展基金資助項目（2013N14）.

王浩（1992—），男，本科生.

焦克龍（1984—），男，助理研究員，主要從事昆蟲系統學和生物學方面的研究.

1671-1114（2015）03-0058-03