張述理 康寧 趙倩 胡紅英


摘 要 在對高寒地區跳小蜂資源進行調查的過程中,發現一無翅跳小蜂新種,確定其為跳小蜂科中國新紀錄屬——缺眼跳小蜂屬(Stemmatosteres Timberlake,1918)中的新種——慕士塔格缺眼跳小蜂(Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.),詳細描述了該種的形態特征,并提供了其詳實的形態結構圖和? ITS2基因序列(GenBank登錄號:OP851692),以及缺眼跳小蜂屬世界已知種的分種檢索表,該新種的模式標本保存于新疆大學昆蟲標本館 (ICXU)。
關鍵詞 跳小蜂科;缺眼跳小蜂屬;新紀錄屬;新種;分類
新疆帕米爾高原地處新疆西南邊緣,是喜馬拉雅山、昆侖山、喀喇昆侖山、興都庫什山、天山的匯聚處[1],平均海拔約4 000 m[2];阿爾金山國家自然保護區位于新疆東南部,東鄰青海省,南接西藏自治區,是阿爾金山和東昆侖山中段的山間盆地,平均海拔4 500 m以上[3]。兩地均屬典型的大陸性高山氣候,具有高海拔、高寒、低氣壓、低含氧量、強紫外輻射、極端干旱的環境特點,植被類型以高寒荒漠型草甸為主,生物類群獨特,昆蟲物種資源豐富,但生態敏感脆弱,容易發生退化[2,4]。跳小蜂作為多種害蟲的寄生性天敵昆蟲,種類多,寄生范圍廣泛,幼蟲多營內寄生生活,其中絕大多數以半翅目的介殼蟲為寄主[5-8],尤其是寄生粉蚧科的跳小蜂,約占已報道種類的? 1/3[7],在陸地生態系統中發揮著重要作用。
缺眼跳小蜂屬(Stemmatosteres Timberlake),隸屬于膜翅目(Hymenoptera)小蜂總科(Chalcidoidea)跳小蜂科(Encyrtidae)跳小蜂亞科(Encyrtinae),目前該屬世界已記錄5種。該屬因其額頂寬明顯超過頭寬的一半,單眼和翅嚴重退化,前胸背板發達,中胸盾片縮小至橫形,腹基部遮蓋后胸和并胸腹節等特征明顯區別于其他屬,是跳小蜂科中形態較為獨特的一個類群。最早由Timberlake于1918年在美國加利福尼亞地區發現,并以Stemmatosteres apterus Timberlake為模式種建立該屬[9-10]。之后Hoffer、Yoshimoto、Prinsloo等、Noyes相繼在歐洲、南非等地發現并描述了該屬的另外4種,分別為:Stemmatosteres bohemicus Hoffer,1954 [11];Stemmatosteres kuchari Yoshimoto,1972[12];Stemmatosteres primus Prinsloo & Mynhardt,1981[13];Stemmatosteres quirinus Noyes,2010[14]。該屬大多分布于高海拔地區[12,15]且可內寄生于粉蚧科(Pseudococcidae)昆蟲[10,13-14]。迄今為止,中國乃至亞洲地區均未有該屬的相關報道。
新疆大學昆蟲研究室于2021-2022年在新疆帕米爾高原和阿爾金山國家級自然保護區科考過程中發現一無翅跳小蜂標本,經鑒定為缺眼跳小蜂屬一新種Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.。研究結果在豐富世界跳小蜂科資源的同時,也對高寒地區害蟲防治、生物多樣性保護和生態系統的穩定等方面有著重要意義。
1 材料與方法
標本獲取與保存:研究中用到的所有跳小蜂標本均于2021-2022年通過網掃和黃盤誘集在帕米爾高原的新疆阿克陶縣、塔什庫爾干塔吉克自治縣和阿爾金山國家自然保護區所屬若羌縣獲得。帶回實驗室后在Nikon SMZ745體視顯微鏡下挑揀后將標本浸泡在裝有無水乙醇的2? mL凍存管內,置于-20 ℃冰箱中保存。
標本制作與圖像采集:玻片標本制作方法參考黃建的中性樹膠制片法[16],整個制片過程在Nikon SMZ745體視顯微鏡下進行。制片后利用Nikon ECLIPSE Ci數碼生物顯微鏡和Nikon Ci3-DS Fi2顯微成像系統對玻片標本進行圖像采集。
形態學鑒定及術語:在Nikon SMZ25數碼體視顯微鏡下對標本進行鑒定、形態特征測量和形態學描述,形態術語和縮寫遵循Zhang等[7]和Noyes[14]的分類系統。測量值除了體長為絕對測量其余部位均采用相對測量。文中所用縮寫如下:F1-5=索節第1~5節;T1-7=腹節第1~7節。
目的基因獲取:總DNA使用TIANamp基因組DNA試劑盒進行標本無損傷提?。籔CR擴增選用ITS2F/ITS2R作為引物,反應條件及程序參考Sun等[17]的擴增方法;PCR產物移交生工生物工程上海股份有限公司測序。測序結果使用SnapGene軟件查看序列峰圖質量并人工校對,確認無誤后進行手動拼接,最終將獲得的基因序列上傳GenBank數據庫。
2 結果與分析
2.1 缺眼跳小蜂屬(Stemmatosteres? Timberlake,1918)主要特征及分布
缺眼跳小蜂屬Stemmatosteres Timberlake,1918 (中國新紀錄屬)。
Stemmatosteres Timberlake,1918:352-355.Type species:Stemmatosteres apterus Timberlake,by monotypy.
Stemmatosteres bohemicus Hoffer,1954:169-173.
Stemmatosteres kuchari Yoshimoto,1972,104(11):1837-1839.
Stemmatosteres primus Prinsloo & Mynhardt,1981,44(2):325-330.
Stemmatosteres quirinus Noyes,2010,84:365-366.
屬征:雌:體長通常小于1.0 mm,體色黃色至褐色,一般有微弱珍珠光澤。頭長寬近似相等;額頂寬不小于頭寬的1/2;復眼小;單眼不明顯或缺失;后頭緣凹陷;觸角窩靠近口緣;柄節細長或短粗;梗節錐形,通常長于前3索節;索節5節,均橫形;棒節一般2節,有時3節;上顎具3齒,中齒最長,下齒短小。胸部較窄,背腹側稍平;前胸背板相對發達;中胸盾片明顯橫形;三角片中間相聚較短或明顯分離;小盾片長不大于寬;翅強烈退化甚至缺失;中足距纖細,稍短于第一跗節。腹部卵圓形,明顯長于頭、胸之和,腹基部完全或部分遮蓋并胸腹節;尾須板通常位于腹端部1/3處;肛下板伸達腹端;產卵器稍伸出或明顯伸出腹端。雄:與雌性相似。體長較雌性更短,約0.5~0.6 mm;頭部稍小;腹部稍短;棒節通常細長且不分節;陽莖基簡單,側突短,頂端各有一剛毛。
寄主:寄生于粉蚧科(Pseudococcidae)昆蟲[10,13-14]。
分布:中國(新疆),美國加州[10],烏拉圭[15],捷克斯洛伐克[11],加拿大[12],比勒陀利亞[13],哥斯達黎加[14]。
世界已知5種,該屬在中國為首次報道。本文記述1新種:慕士塔格缺眼跳小蜂(Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu.)。
2.2 缺眼跳小蜂屬 Stemmatosteres? Timberlake世界分種檢索表(雌性)
1.觸角棒節2節,額頂寬不大于頭寬的0.7倍2
觸角棒節3節,額頂寬一般不小于頭寬的0.8倍5
2.腹部不完全遮蓋并胸腹節,小盾片后緣鈍圓S.primus Prinsloo et Mynhardt,1981
腹部完全遮蓋并胸腹節,小盾片后緣平直3
3.胸部窄,寬度小于頭寬S.kochari Yoshimoto,1972
胸部寬度不窄于頭寬4
4.體長小于0.5 mm,額頂寬約為頭寬的一半S.bohemicus Hoffer,1954
體長大于0.5 mm,額頂寬明顯大于頭寬的一半S.apterus Timberlake,1918
5.胸部三角片縮小,中間頂點明顯分離,間距約為一個三角片寬度,頭部所有單眼均缺失S.muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.
胸部三角片正常,中間頂點僅稍分離,頭部前單眼可見,后單眼缺失S.quirinus Noyes,2010
2.3 新種描述
慕士塔格缺眼跳小蜂 Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.(圖1)。
雌:正模:體長0.64 mm。體褐色。頭部在復眼與觸角窩連線以上的頭頂及顏面為棕色;復眼及口緣為黑褐色;觸角淺棕色;下顎須及下唇須黃白色。胸部各背板具黑褐色輪廓;各足前4跗節淺棕色。腹部整體棕色,僅第7腹節背板淺? 棕色。
頭部扁平,具極淺的多邊形網紋,側面觀顏面略具弧度。正面觀頭長稍大于頭寬;額頂寬為頭寬的0.83倍;頭正面觀后頭緣直,下方明顯凹陷,頸部著生位置靠近后頭緣;單眼缺失;復眼小,長徑僅為其頭長的0.31倍;觸角窩位于唇緣;柄節近腎形,長為最寬處的2.67倍;梗節近圓錐形,長度大致等于前3.5個索節長;所有索節橫形,各節向端部逐漸加寬;棒節3節,稍長于柄節,長為自身寬的3倍;上顎在頭正面觀幾乎不可見,具3銳齒,中齒最長,上齒稍短,下齒最小。測量? (100×)——頭寬18;額頂寬15;復眼長6;柄節長8;柄節寬3;梗節長5,梗節寬2.5;索節F1-F5總長7.5;棒節長9;棒節寬3。
胸部具與頭部類似的多邊形網紋,但網格較大。前胸背板發達,長度略與中、后胸之和等長;中胸盾片橫形,長為寬的0.31倍;三角片縮小,被小盾片前緣分離,間距相當于一個三角片的寬度;小盾片梭形,長為寬的0.45倍;前、后翅缺失;前、中、后足脛節短,端部膨大,長度與跗節各節之和等長;中足距纖細,著生于脛節近端部,長為中足脛節的0.27倍。測量(100×)——胸部長20;前胸背板長9;中胸盾片長3.6;中胸盾片寬11.5;小盾片長5;小盾片寬11;中足脛節距長3;中足脛節長11。
腹部明顯長于頭、胸之和,約為胸部長的2倍;基部不完全遮蓋并胸腹節;尾須板位于腹端部1/6~1/5處;肛下板和產卵器略伸出腹端;產卵器著生在T2端部,長為腹部長的0.70倍。測量(100×)——腹部長41;產卵器長28.5。
副模變量(Variation):雌:體長0.63~0.68 mm;額頂寬為頭寬的0.78~0.83倍;復眼長為頭長的0.31~0.35倍;中胸盾片長為寬的? 0.31~0.36倍;產卵器長為腹部長的0.68~0.73倍。
雄:未知。
檢視標本:正模:♀,新疆阿克陶縣慕士塔格峰冰川公園(N:38°16′33.6108″,E: 74°55′? 26.256″),海拔:4 054.81 m,2021.VII.24,胡紅英昆蟲學團隊采,黃盤誘集。
副模:3♀,新疆阿克陶縣慕士塔格峰冰川公園(N:38°16′33.6108″,E:74°55′26.256″),海拔:? 4 054.81 m,2021.VII.24,胡紅英昆蟲學團隊采,網掃、黃盤誘集。3♀,新疆若羌縣阿爾金山國家級自然保護區鎢錫礦以東周邊(N:38°0′1.951 2″,E: 89°0′31.3164″),海拔:3 717.15 m,2021.VII.19,胡紅英昆蟲學團隊采,黃盤誘集。2♀,新疆喀什塔什庫爾干塔吉克自治縣達布達爾鄉G314 (烏紅線)(N:36°59′32.5716″,E:75°32′ 11.947 2″),海拔:3 958.07 m,2022.VII.22,胡紅英昆蟲學團隊采,黃盤誘集。
寄主:未知。但采集地有棘豆(Oxytropis sp.)、針茅(Stipa sp.)、蒿(Artemisia sp.)等粉蚧科Pseudococcidae昆蟲的寄主植物,因此該新種寄主也可能為粉蚧科昆蟲。
分布:新疆(阿克陶縣、塔什庫爾干塔吉克自治縣、若羌縣)(圖2)。
詞源:根據模式標本產地新疆阿克陶縣慕士塔格峰(Muztagata)冰川公園命名該新種。
2.4 新種DNA條形碼
本研究獲得慕士塔格缺眼跳小蜂? ITS2基因片段271 bp,堿基平均含量分別為:A 28.4%、T 19.2%、G 24.0%、C 28.4%。序列中A+T含量47.6%,G+C含量52.4%,未表現出明顯的堿基偏向性。該序列為該屬首個分子數據,基因序列已上傳至GenBank數據庫(GenBank登錄號:OP851692)。
3 討? 論
根據胸部三角片縮小且中間頂點明顯不相接這一特征,容易將該種與Stemmatosteres Timberlake屬中的其他所有已知種進行區分。該新種與S.quirinus Noyes最為相似,它們明顯區別于本屬其他種的共同特征有:觸角棒節均為3節、額頂寬不小于頭寬的0.8倍等;兩者之間的主要區別在于:S.muztagataensis sp.nov.所有單眼均缺失,產卵器長為中足脛節長的3.73倍,而S.quirinus Noyes的前單眼可見,產卵器長為中足脛節長的1.68倍。
該新種獨特的外部形態可能與其特殊的生存環境有著密切聯系,根據張榮祖中國動物地理區劃和黃人鑫新疆動物地理區劃,新種已知的分布地在古北界——蒙新區和青藏區的交界處——昆侖山地亞區,其生境類型為3 500 m以上的高海拔荒漠環境,高寒低氧,植被稀疏且矮小,另外通過本團隊近幾年的考察,在昆侖山脈及鄰近高海拔地區還發現了多種短翅型和缺翅型的跳小蜂[如抑虱跳小蜂屬(Acerophagus sp.)、秀德跳小蜂屬(Pseudectroma sp.)等],物種間可能存在趨同進化,因此新種的形態特征可能是自然選擇作用下為適應特定環境的進化結果[18]。目前該屬已記錄的分布點也都在高海拔地區,同時其體型小,單眼、中胸和翅明顯退化以及前胸發達等特征必然導致其擴散能力弱,但該屬在世界多個動物地理區系都有分布,其起源和系統進化關系尚不清楚且嚴重缺乏分子數據,有關該類群的系統發育及進化歷史還需收集更多同類群的標本和分子數據等進行深入研究。
致謝:本課題得到國家自然科學基金資助(Nos.32070472 & 31860612),感謝巴音郭楞蒙古自治州阿爾金山國家級自然保護區管理局對科考項目的支持。
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A New Record Genus of Stemmatosteres Timberlake
(Hymenoptera:Encyrtidae) and a New Species from China
ZHANG Shuli,KANG Ning,ZHAO Qian and HU Hongying
(College of Life Science and Technology of Xinjiang University,Xinjiang Key Laboratory of
Biological Resources and Genetic Engineering,Urumqi 830046,China)
Abstract During the investigation of? the resources of Encyrtidae in alpine regions,this study identifed? a new species of wingless Encyrtidae,classifed? as a new recorded genus in China-Stemmatosteres Timberlake.The new species of Stemmatosteres muztagataens Zhang et Hu,sp.nov.,is described in detail with respect to its morphological characteristics.The detailed morphological structure photo and ITS2 genetic sequence (GenBank number:OP851692) are provided,a key to the worlds known species of the genus Stemmatosteres Timberlake is also included.The type specimens of this new species are deposited in the Insect Collection of Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang,China (ICXU).
Key words Encyrtidae; Stemmatosteres Timberlake; New record genus;New species; Classification
Received? 2022-12-16??? Returned 2023-02-26
Foundation item The National Natural Science Foundation of China(No.32070472,31860612).
First author ZHANG Shuli,male,master student.Research area:entomology.E-mail:1227564008@qq.com
Corresponding?? author HU Hongying,female,professor,doctoral supervisor.Research area:systematic classification of insects and biological control of pests.E-mail:huhongying@xju.edu.cn
(責任編輯:郭柏壽 Responsible editor:GUO Baishou)