李榮榮 ，李 敏 ，閆 江，張虎芳

(1.太原師范學院，山西 晉中 030619；2.忻州師范學院，山西 忻州 034000)

二星蝽屬 (半翅目，蝽科) 主要分布于歐亞大陸、澳大利亞以及非洲等地[1].到目前為止，我國境內共有二星蝽屬物種9種[2，3].該屬昆蟲體形較小，長4-6 mm，寬3-4 mm，灰白到黃褐色，主要鑒別特征是位于小盾片基角處的黃白斑.屬內的一些種類，如北二星蝽、廣二星蝽、二星蝽等是重要的農業(yè)害蟲，可以通過吸食作物莖稈和葉穗部分汁液，阻礙作物正常生長發(fā)育，引起籽粒干癟，甚至導致植株枯死[4-8].

小盾片形狀是研究二星蝽屬分類地位的重要依據(jù).本文選取152頭樣本，涵蓋了二星蝽屬及其12個近緣屬.通過Cluster分析、主成分分析、典型變量分析等形態(tài)測量學方法，對代表樣本的小盾片形狀進行定量比較，量化它們之間的形狀差異，探討其親緣關系，為二星蝽屬的歸屬問題提供幾何形態(tài)學方面的依據(jù).

1 材料與方法

1.1 研究材料

本研究共使用152頭干制或酒精浸制標本，分屬于蝽亞科的12個屬.標本的詳細信息見表1.

1.2 研究方法

1.2.1 圖像采集

表1 所用標本種類及數(shù)量

圖1 小盾片輪廓標點提取

拍照使用Leica M165C體式顯微鏡裝載Leica MC120HD成像系統(tǒng).為留存完整標本，我們用昆蟲針將整頭標本固定至泡沫板上，盡量使每頭標本的擺放位置、方位、高低程度和縮放大小一致.拍照過程中注意使小盾片平面保持垂直于鏡頭的狀態(tài).拍照完成后，依次使用tpsUtil v1.26和tpsDig v2.05軟件將所得的二維圖像矢量化并將小盾片輪廓數(shù)字化[15].所有標本的拍照和標點提取均由同一個人完成，以最大程度的減小誤差.小盾片輪廓由一條包括50 個半標點的曲線組成[16](圖1).

拍照使用Leica M165C體式顯微鏡裝載Leica MC120HD成像系統(tǒng).為留存完整標本，我們用昆蟲針將整頭標本固定至泡沫板上，盡量使每頭標本的擺放位置、方位、高低程度和縮放大小一致.拍照過程中注意使小盾片平面保持垂直于鏡頭的狀態(tài).拍照完成后，依次使用tpsUtil v1.26和tpsDig v2.05軟件將所得的二維圖像矢量化并將小盾片輪廓數(shù)字化[15].所有標本的拍照和標點提取均由同一個人完成，以最大程度的減小誤差.小盾片輪廓由一條包括50 個半標點的曲線組成[16](圖1).

1.2.2 形狀分析

由于本研究使用的代表物種樣本數(shù)量差異較大，因此使用平均形狀來進行研究.代表種小盾片平均形狀以及它們之間的普氏距離使用MorphoJ v1.06d[17]計算.在PAST v3.23[18]中調取Multivariate選項卡，使用其中的Clustering選項對各個分類組進行聚類分析(10000 replications)，獲得各個屬代表樣本的平均形狀聚類圖.使用MorphoJ v1.06d軟件對分類組進行主成分分析(PCA)和典型變量分析(CVA)，計算普氏距離、馬氏距離并統(tǒng)計組間小盾片形狀差異顯著性.最后利用tpsRelw v1.49中的薄板樣條分析功能展示小盾片組間形狀差異.

2 結果與分析

圖 2展示了小盾片形狀的聚類結果和薄板樣條分析結果.從圖2中可以看出，基于小盾片平均形狀的聚類分析將所有被試物種分為三組.GroupI位于聚類圖的頂部，由舌盾族成員組成，包括赤條蝽屬、黃蝽屬、麥蝽屬、玉蝽屬.GroupII匯集了蝽族成員，包括普蝽屬、綠蝽屬、真蝽屬、青蝽屬和彎角蝽屬.GroupIII位于聚類圖的底部，由二星蝽屬、輝蝽屬和狄蝽屬組成，三者都是二星蝽族成員.薄板樣條分析顯示，三組小盾片形狀差異很大.從GroupI到GroupIII小盾片的長寬比逐漸變大，小盾片中部逐漸凹陷變窄.

PCA分析共產(chǎn)生23個主成分，其中圖3所展示的前兩個主成分 (PC1，PC2)共解釋92%的小盾片形狀變異.PCA散點圖獲得了與聚類分析相近的結果，在聚類圖中聚為一支的物種，在PCA散點圖中也聚集在一起.CVA散點圖結果與PCA分析一致，三組代表物種明顯分離，各自占據(jù)獨立的位置(圖3).基于馬氏距離和普氏距離的置換檢驗均顯示，GroupI，GroupII和GroupIII間小盾片形狀存在顯著差異(P<0.001).

圖2 聚類分析和薄板樣條分析

圖3 主成分分析和典型變量分析

馬氏距離及P值普氏距離及P值GroupIGroupIIGroupIIIGroupIGroupIIGroupIIIGroupI0.000 2<0.000 10.000 5<0.000 1GroupII19.539 4<0.000 10.146 3<0.000 1GroupIII22.622 313.781 60.160 00.126 3

3 結論與討論

從聚類結果來看，二星蝽族與舌盾族和蝽族成員各自聚合為獨立一支.PCA分析結果與聚類分析結果相似.基于普氏距離和馬氏距離的差異顯著性檢驗顯示三組樣本之間存在顯著差異.狄蝽屬DymantiscusHsiao建立于1981年.在此之前，Distant，Kirkaldy的分類系統(tǒng)中二星蝽屬和輝蝽屬都位于同一族內，這種關系也得到分子生物學實驗證據(jù)的支持[19].2006年Rider的分類系統(tǒng)恢復了二星蝽族并將二星蝽屬、狄蝽屬和輝蝽屬一起歸于本族，與本研究結果一致.

從薄板樣條分析可以看出，三個聚類組之間小盾片形狀差異明顯.GroupI小盾片長而寬，端部寬而圓，整體形如長舌狀.其形態(tài)與楊惟義對舌盾族成員小盾片的描述更為接近.GroupII小盾片中部明顯收縮，端部尖銳.GroupIII小盾片形狀長寬比較小，端部稍尖.

本研究使用形態(tài)測量學方法定量分析了小盾片形狀差異，證明二星蝽族與蝽族、舌盾族小盾片存在顯著差異.之前基于DNA barcoding的分子數(shù)據(jù)研究證明二星蝽屬并沒有與舌盾族的赤條蝽和玉蝽優(yōu)先聚類，細胞分類學的相關研究也證實二星蝽屬與其他幾種蝽亞科昆蟲的核型存在較大差異[14，19].基于本研究和前人研究結果，我們認為二星蝽屬既不應該屬于蝽族，也不應該屬于舌盾族，同意將其劃歸于二星蝽族.

蝽亞科內部族級水平的分類一直存在爭議，屬間的親緣關系也處于不斷探索階段.二星蝽近緣屬標本種類及代表種標本數(shù)量都會影響到實驗結果，因此本研究在前期研究的基礎上盡量增加代表種的樣本量同時去除掉數(shù)量特別少的樣本以最大程度的減少實驗誤差.近年來，幾何形態(tài)學在闡明類群之間的系統(tǒng)發(fā)育和進化關系方面的起到非常重要的作用[20，21，22]，有時在一些疑難種、化石標本鑒定、地理種群微進化方面顯得更勝一籌[23，24]，不得不說幾何形態(tài)學在一定程度上彌補了傳統(tǒng)分類和分子生物學研究中的不足.