中國新紀(jì)錄屬黃伊克跳小蜂屬及一中國新紀(jì)錄種記述(膜翅目：跳小蜂科)

羅順剛，康 寧，胡紅英

(新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院/新疆生物資源基因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830046)

【研究意義】黃伊克跳小蜂屬(XanthoectromaMercet，1925)，隸屬膜翅目(Hymenoptera)小蜂總科(Chalcidoidea)、跳小蜂科(Encyrtidae)、四突跳小峰亞科(Tetracneminae)。黃伊克跳小蜂屬體型較小，整體呈黃色，可寄生粉蚧科的害蟲，使用其控制害蟲具有較大的發(fā)展前景。同時(shí)，本次的新紀(jì)錄種采集于新疆阿爾金山高海拔無人區(qū)，對于豐富世界跳小蜂科的物種數(shù)據(jù)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，世界已知黃伊克跳小蜂屬僅1種，分布于古北區(qū)，無跨區(qū)分布[1-2]。黃伊克跳小蜂屬由Merect[3]于1925年建立，Merect描述了其屬征以及新西班牙黃伊克跳小蜂的形態(tài)學(xué)特征，但沒有報(bào)道該種的雄性個(gè)體和生物學(xué)等信息。Trjapitzin[4-5]將黃伊克跳小蜂屬編入古北區(qū)跳小峰科分屬檢索表中，并整理出該屬的其他分布?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來，新疆大學(xué)昆蟲實(shí)驗(yàn)室對新疆阿爾金山國家自然保護(hù)區(qū)采集的跳小蜂標(biāo)本進(jìn)行形態(tài)鑒定時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)黃伊克跳小蜂屬、種在中國有分布，查閱美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)沒有關(guān)于該物種的任何分子數(shù)據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對西班牙黃伊克跳小蜂進(jìn)行形態(tài)特征鑒定描述，同時(shí)獲取西班牙黃伊克跳小蜂的細(xì)胞色素氧化酶輔酶I(COI)序列并上傳到NCBI，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，分析該屬在跳小蜂屬中的親緣關(guān)系。研究結(jié)果豐富了中國跳小蜂科的物種信息，提供的分子數(shù)據(jù)有助于后期輔助鑒定及系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)研究。

1 材料與方法

1.1 材料

標(biāo)本材料：5頭西班牙黃伊克跳小蜂。

儀器設(shè)備：捕蟲網(wǎng)、體視顯微鏡、PCR儀；電泳儀；凝膠成像儀等。

試劑：木餾油、丁香油、加拿大樹膠、蛋白酶K、NP-40裂解液、Tween-20、PCR mix等。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集與處理 2020年7月于新疆維吾爾自治區(qū)若羌縣阿爾金山國家級自然保護(hù)區(qū)沙子泉以西10 km處通過網(wǎng)掃和黃盤的方式獲取西班牙黃伊克跳小蜂標(biāo)本共32頭，其中雄性25頭，雌性7頭，取其中的5頭分別編為1、2、3、4、5號，其中1號標(biāo)本為雌性，2、3、4、5號標(biāo)本均為雄性。先對5頭標(biāo)本的主要特征拍照，然后參照王琦等[7]的DNA無損傷提取法提取DNA，最后將已提取過DNA的西班牙黃伊克跳小蜂制成玻片標(biāo)本。

1.2.2 目的片段擴(kuò)增、檢測及測序 本研究選用線粒體基因(COI)的部分基因片段，通用引物J1718/N2191作為擴(kuò)增該片段的引物，上游引物堿基序列：5′-GGAGGATTTGGAAATTGATTAGTTCC-3′,下游引物堿基序列：5′-CCCGGTAAAATTAAAATATAAACT TC-3′[8]。

PCR反應(yīng)體系總體積為25.0 μL；上、下游引物各0.5 μL(引物濃度10 μmol/L)，2×PCR Mix預(yù)混液12.5 μL，DNA模板5.0 μL，用滅菌雙蒸水補(bǔ)足體積至25.0 μL。擴(kuò)增程序：94 ℃ 預(yù)變性2 min；94 ℃ 30 s，45 ℃退火90 s，72 ℃ 1 min，循環(huán)5次；94 ℃ 30 s ，51 ℃ 90 s,72 ℃ 1 min，循環(huán)35次；725 min，4 ℃保存[9]。PCR產(chǎn)物均用2%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳，電泳儀的電壓設(shè)置為110 V ，電泳時(shí)長為20 min，待電泳結(jié)束后，將瓊脂糖凝膠置于凝膠成像系統(tǒng)的紫外燈下觀察，并拍照。PCR產(chǎn)物委托生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行PCR產(chǎn)物雙向測序。

1.2.3 目的序列拼接與確認(rèn) 利用DNAStar 7.1.0的SeqMan Pro軟件查看序列峰圖質(zhì)量并進(jìn)行人工校對，將校對后的正、反向序列進(jìn)行序列拼接，拼接后的西班牙黃伊克跳小蜂COI基因序列在Genbank數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行相似度比較。

1.2.4 系統(tǒng)發(fā)育分析 從NCBI中下載跳小蜂科13個(gè)屬的COI蛋白序列，同時(shí)選擇刻腹小蜂科中刻腹小蜂屬(Ormyrus)作為外群構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹[10]，分析黃伊克跳小蜂屬在跳小蜂科系統(tǒng)發(fā)育中所處的位置。

1.2.5 玻片制作和保存 首先將西班牙黃伊克跳小蜂標(biāo)本放入小皿中，用無水乙醇清洗 3 遍，每次 5～10 min。然后將清洗干凈的標(biāo)本放入 10% KOH 中，在 50 ℃恒溫加熱板上解離，每隔1 h觀察標(biāo)本的體色變化，直到標(biāo)本的肌肉和體內(nèi)組織完全解離，腹部變得透明。解離后的標(biāo)本再用無水乙醇清洗 5 遍，每次 5～10 min。將清洗干凈的標(biāo)本移入木榴油中脫水20～30 min。將脫水后的標(biāo)本放入丁香油中以備制片。制作玻片標(biāo)本時(shí)，在體視顯微鏡(Nikon SMZ 745T)下，首先將標(biāo)本從丁香油中取出，放在載玻片上。用濾紙吸取多余的丁香油，再滴一小滴中性樹膠，用極細(xì)的解剖針進(jìn)行整姿，并將該標(biāo)本一側(cè)的觸角、翅、足解剖下來，按順序放好。解剖好的標(biāo)本放在 45 ℃恒溫培養(yǎng)箱中烘3～4 d。待稍微烘干后蓋上蓋玻片并用加拿大樹膠封片；每天檢查玻片，若發(fā)現(xiàn)標(biāo)本位置側(cè)移，需進(jìn)行修片處理，以便觀察和鑒定[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃伊克跳小蜂屬

中國新紀(jì)錄屬(XanthoectromaMercet,1925，rec. nov).XanthoectromaMercet,1925:146，模式種:XanthoectromaaquilinumMercet,1925。

屬征：全身體色黃色；上顎具兩齒，單眼夾角為鈍角；觸角柄節(jié)細(xì)長，長大于寬的5倍；索節(jié)6節(jié)，明顯長大于寬；中胸背板較平，中胸盾片具完整的盾縱溝；前翅痣脈明顯長于后緣脈和緣脈；腹部明顯長于頭胸和，產(chǎn)卵器明顯伸出。

分布：我國新疆，捷克共和國，匈牙利，哈薩克斯坦，蒙古，烏克蘭，西班牙。

寄主：可寄生粉蚧科(Pseudococcidae)[3]。

中文名詞源：新紀(jì)錄屬中文名取自其屬名前綴Xantho-，意為“黃色”，-ectroma中文屬名為伊克跳小蜂屬，結(jié)合前后綴給予中文名。

2.2 西班牙黃伊克跳小蜂

中國新紀(jì)錄種(XanthoectromaaquilinumMercet, 1925, rec. nov.X.aquilinumMercet,1925:148)。雌性：體長1.60～1.90 mm，整體呈黃色(圖1-A)，單眼所在位置為淺棕色；觸角索節(jié)到棒節(jié)顏色逐漸由黃色變?yōu)楹谧厣恍夭勘趁婢甙咨珓偯?，前胸背板兩?cè)以及中間具棕色斑點(diǎn)，中胸側(cè)片為黃色；除前中后足第5跗節(jié)為棕色外，其余均為黃色；產(chǎn)卵鞘端部呈紅色。

頭部寬為長的1.12～1.18倍，前額寬為頭寬的0.44～0.47倍(圖1-B)，單眼形成的夾角為鈍角(約為100°)，復(fù)眼上有較短的毛，復(fù)眼長為顎眼距的1.95～2.04倍；觸角柄節(jié)長為寬的6.50～6.81倍，梗節(jié)明顯長于寬，索節(jié)6節(jié)，第1節(jié)到第6節(jié)長度逐漸遞減(圖1-C)。

胸部與頭部處于同一水平面；前胸背板與中胸盾片相接處向頭部呈深弧形彎曲，達(dá)翅基片；中胸盾片寬為長的1.69～1.72倍，具明顯的盾縱溝，且與三角片、小盾片處于同一平面；三角片之間靠近，但不相接，與小盾片之間形成的溝向腹部呈弧形彎曲；小盾片長寬相等(圖1-D)；前翅透明且較窄，長為寬的3.44～3.48倍，翅端部略超過腹部的1/2，翅長為899～924 μm，后緣脈與緣脈等長，均短于痣脈，緣脈、緣后脈和痣脈的長度比為3∶2∶2(圖1-E)；中足距明顯短于第1跗節(jié)。

腹部明顯長于頭胸之和；尾須板位于腹部中間位置；肛下板及產(chǎn)卵鞘明顯伸出腹端，產(chǎn)卵鞘較寬(圖1-F)。

A：整體側(cè)面觀；B：頭部正面觀；C：觸角；D：中胸背面觀；E：前翅翅脈；F：腹部背面觀A: Lateral view of body; B: Frontal view of head; C: Antennae; D: Dorsal view ofthorax; E: Forwing veins; F: Dorsal view of abdomen圖1 雌西班牙黃伊克跳小蜂的形態(tài)特征Fig.1 Characteristics of female Xanthoectroma aquilinum

雄性：體長1.40～1.50 mm，明顯短于雌性(圖2-A)；頭頂部為棕色；胸部背面為深棕色(圖2-B)，腹部末端具明顯的三角狀黑棕色斑點(diǎn)(圖2-C)；觸角具許多輪生剛毛，各索節(jié)等長，棒節(jié)1節(jié)，明顯長于各索節(jié)(圖2-D)；其他特征與雌性相似。

A：側(cè)面觀；B：中胸背面；C：腹部端部；D：觸角A:Llateral view of body; B:Dorsal view of thorax; C:The end of abdomen; D:Antennae圖2 雄西班牙黃伊克跳小蜂的形態(tài)特征Fig.2 Characteristics of male Xanthoectroma aquilinum

檢視標(biāo)本：7♀/3♂，新疆若羌縣阿爾金山國家自然保護(hù)區(qū)沙子泉以西10 km，黃盤，2021.VII.20，N:37°15′15.42″，E:90°21′19.56″，3858.59 m，新疆大學(xué)胡紅英團(tuán)隊(duì)采集。

寄主：可寄生粉蚧科(Pseudococcidae)[3]。

分布：我國新疆，捷克，匈牙利，哈薩克斯坦，蒙古，烏克蘭，西班牙，土耳其等[12]。

中文名詞源：本種中文名取自新種模式標(biāo)本采集地西班牙。

2.3 西班牙黃伊克跳小蜂COI基因序列

西班牙黃伊克跳小蜂的COI基因片段大小為517 bp，堿基平均含量分別為：A 43.1%、C 14.3%、G 12.9%及T 29.7%；序列中G+C含量為27.2%，A+T含量為72.8%，表現(xiàn)出明顯的A/T偏向性，將序列上傳NCBI數(shù)據(jù)庫(序列號：MW581663.1)。通過軟件對該DNA片段進(jìn)行序列比對分析，結(jié)果顯示5頭西班牙黃伊克跳小蜂的基因序列相似性達(dá)到100%，說明5頭標(biāo)本(♀：1, ♂：4)均屬同一物種(圖3)。

圖3 5頭西班牙黃伊克跳小蜂的COI基因序列對比Fig.3 COI gene sequence comparison among five Xanthoectroma aquilinum

2.4 系統(tǒng)發(fā)育分析

基于黃伊克跳小蜂屬同NCBI跳小蜂科中不同屬構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，從系統(tǒng)發(fā)育樹中可以看出，長索跳小蜂屬(Anagyrus)和班氏跳小蜂屬(Aenasius)[13]聚為一支，置信度為99，再和黃伊克跳小蜂屬(Xanthoectroma)聚為一支，置信度為51。說明，黃伊克跳小蜂屬(Xanthoectroma)和其他13個(gè)屬相比，親緣關(guān)系與長索跳小蜂屬(Anagyrus)和班氏跳小蜂屬(Aenasius)最近(圖4)。

圖4 基于黃伊克跳小蜂屬的NJ系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree based on Xanthoectroma

3 討 論

本研究采自阿爾金山國家自然保護(hù)區(qū)的西班牙黃伊克跳小蜂標(biāo)本雌雄比近似1∶3，雄性遠(yuǎn)大于雌性，與小蜂總科常見的性比偏雌現(xiàn)象相反，造成此現(xiàn)象的原因可能是極端的低溫環(huán)境[14-15]。研究表明，高海拔的昆蟲為了吸收更多的熱量，其體色更黑，并通過縮小體型適應(yīng)在稀薄的空氣中飛行，體型變小更多是為防止天敵的捕食，并以翅的退化來應(yīng)對高海拔地區(qū)的強(qiáng)風(fēng)[16-21]。溫度-體型規(guī)律表明，變溫動物在較低的溫度下體型更大[22]，本研究中記錄的標(biāo)本在前胸背板兩側(cè)具淺棕色橫形條帶，而原始記錄種并未提到該特征；其次前額寬為頭寬的0.44～0.47倍，略大于原始描述(0.33倍)，同時(shí)本研究標(biāo)本翅長明顯短于原始描述中的翅長(原始翅展為950～974 μm)，推測是由于阿爾金山高寒、強(qiáng)紫外線和大風(fēng)所造成的，較深的體色有利于較快的吸收紫外線中的熱量而維持正常生命活動，較短的翅有利于該物種更好的適應(yīng)該極端環(huán)境。

跳小蜂科雄性和雌性存在明顯的雌雄二型現(xiàn)象，近2/3跳小蜂只能通過雌性標(biāo)本鑒定到種，而對于雄性特征以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)鮮有報(bào)道，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中采集的很多雄性跳小蜂很難鑒定到種[23]。至今為止，未發(fā)現(xiàn)有關(guān)雄性西班牙黃伊克跳小蜂的相關(guān)報(bào)道[3-6]，本文首次詳細(xì)描述了西班牙黃伊克跳小蜂的雄性標(biāo)本，并且附完整的形態(tài)特征圖，為全面研究該物種奠定基礎(chǔ)。

在阿爾金山國家自保護(hù)區(qū)采集點(diǎn)共40個(gè)，其中主要植被為刺葉柄棘豆(OxytropisaciphyllaLede)[24]的有13個(gè)采集點(diǎn)，但僅在一個(gè)采集點(diǎn)網(wǎng)掃到西班牙黃伊克跳小蜂，造成這一現(xiàn)象的原因還有待于進(jìn)一步研究。另外在阿爾金山其他采集點(diǎn)采集的標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)有約400頭長索跳小蜂，其外部形態(tài)特征與黃伊克跳小蜂十分相似，但長索跳小蜂的中胸背板無盾縱溝，而黃伊克跳小蜂則具明顯的盾縱溝。黃伊克跳小蜂屬也與跳小蜂科中的細(xì)角跳小蜂屬(Leptomastix)、擬細(xì)角跳小蜂屬(Leptomastidea)、美麗花翅跳小蜂屬(Callipteroma)、Gyranusa和伊克跳小蜂屬(Ectroma)等屬形態(tài)較為相似。除伊克跳小蜂外，其它屬觸角長度大于或者等于體長，中胸盾片沒有盾縱溝，而黃伊克跳小蜂觸角短于體長，中胸盾片有盾縱溝。伊克跳小蜂與黃伊克跳小蜂觸角均短于體長且中胸盾片具盾縱溝，但是伊克跳小蜂屬的頭和胸背面具有光澤，且觸角棒節(jié)為淺色，緣脈均長于痣脈與后緣脈，而黃伊克跳小蜂屬頭和胸背面淺色，觸角各節(jié)顏色均一，痣脈均長于緣脈和后緣脈，翅端部略超腹部1/2[3]。Munro等[14]通過線粒體DNA 16S和18S對小蜂總科中19科343屬649種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹分析，雖然在該系統(tǒng)發(fā)育樹中沒有黃伊克跳小蜂屬，但是其系統(tǒng)發(fā)育樹中的長索跳小蜂屬、細(xì)角跳小蜂屬、擬細(xì)角跳小蜂屬的親緣關(guān)系與本研究所建的系統(tǒng)發(fā)育樹符合。

4 結(jié) 論

本文首次報(bào)道了發(fā)現(xiàn)于中國的新紀(jì)錄屬新紀(jì)錄種西班牙黃伊克跳小蜂，并且詳細(xì)描述了雄性標(biāo)本和附完整的形態(tài)特征圖，同時(shí)提供了西班牙黃伊克跳小蜂的COI基因序列。