天津地区广斧螳基于形态和分子数据的鉴定

王浩，张丹丽，韩佩瑾，运丽佳，焦克龙，崔新仪，胡奇

（1.天津农学院园艺园林学院，天津300384；2.南开大学生命科学学院，天津300071）

天津地区广斧螳基于形态和分子数据的鉴定

王浩1，张丹丽2，韩佩瑾1，运丽佳1，焦克龙1，崔新仪1，胡奇1

（1.天津农学院园艺园林学院，天津300384；2.南开大学生命科学学院，天津300071）

首次记录广斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）在天津地区的分布，并首次在GenBank上传正确的广斧螳线粒体基因COI序列片段（KR154223），也是国内首次提供广斧螳基于形态特征、测量数据和分子数据的鉴定依据.

广斧螳；形态特征；分子鉴定；天津新纪录

广斧螳Hierodula patellifera（Serville，1839）分类学上隶属于螳螂目Mantodea、螳科Mantidae、螳亚科Mantinae、斧螳属Hierodula，在国外主要分布于日本、菲律宾、印度尼西亚（爪哇）及中美洲等国家和地区[1-2]，在我国主要分布于北京、河北、山东、陕西、浙江、江苏、上海、四川、贵州、福建、广东、海南、内蒙古、辽宁、安徽、河南、湖北、江西、广西、西藏、重庆、宁夏、吉林、黑龙江、湖南、云南、甘肃、台湾等省、直辖市和自治区[2-5]，本研究首次纪录广斧螳在天津地区的分布.广斧螳是重要的资源昆虫，在生物制药、捕食性天敌、食品研发与文化艺术等领域都有重要的利用价值，国内外对于该种昆虫的生物行为学、天敌利用、药用价值和人工饲养等方面都进行过较为广泛的研究[6-11]，但尚未有基于DNA条形码技术的分子水平的相关报道.为了准确识别该物种，本研究为国内首次提供广斧螳基于形态特征、测量数据和分子数据的鉴定依据，为广斧螳的进一步研究利用和人工饲养等提供参考.

1 材料与方法

1.1 实验材料

在2014年3月至2015年3月期间，于天津市南开区、津南区、西青区的野外草丛、灌木丛、菜地、果树等生态位上采集广斧螳所产的卵鞘、不同龄期若虫、成虫等活体标本，采集时均留下部分物种以维持当地生态平衡.所采标本带回天津农学院植保系昆虫饲养室后置入养虫罐中，在室温下进行人工饲养，对部分活体标本进行速冻保色后，分别进行干制标本制作和90%（体积分数）乙醇浸液保存.

1.2 实验方法

1.2.1 形态数据获得

使用Olympus显微照相系统对广斧螳干制标本基于形态特征进行检视、鉴定和拍照，并测量相关数据.

1.2.2 分子数据获得

解剖提取天津地区采集的广斧螳乙醇浸制标本胸部少量的肌肉组织，使用CW0546动物组织基因组DNA提取试剂盒（康为世纪公司）提取总DNA.选用通用引物[12]进行PCR扩增，经琼脂糖凝胶电泳检测后，送天津华大公司测序.测序结果使用BioEdit进行校对和拼接，确保准确无误后，将长度为630 bp的广斧螳线粒体COI序列片段信息上传GenBank，序列号为KR154223.

2 结果与分析

2.1 广斧螳成虫形态简述

体大型，体色常呈绿色或棕色，少数个体呈蜡黄色，广斧螳成虫形态如图1所示.

图1 广斧螳Hierodula patellifera成虫形态特征图Fig.1 Adultsof Hierodula patellifera（Serville）

雌虫通常明显大于雄虫，分布我国北方的个体明显小于南方个体，在天津地区雌虫体长50～60mm（n= 12），雄虫体长45～60mm（n=10）.头部额盾片宽度小于高度的1.5倍（图1（c））；前胸背板两侧侧缘具明显的1排小齿（图1（a），（e））；前胸腹板基部常具红褐色带斑；前足基节具3～5个明显的疣突，其中基部2个疣突相距宽度远大于疣突本身的宽度（图1（d））；前足腿节内列刺第4、5大刺间具1枚小刺（图1（c））；中后足胫节膝部内侧片具刺；雄性前翅翅痣两端暗色明显，其翅痣后纵脉间具有1排小翅室（图1（e），（f）），中域翅室稀疏[13].其中，上述前足和雄虫前翅特征是广斧螳区别于斧螳属其他种类的重要特征；而上述头部和中后足特征是广斧螳区别于天津地区其他常见螳螂种类的重要特征.

2.2 天津地区常见螳螂成虫形态特征检索表

1.中后足胫节膝部内侧片缺刺……………………2 -.中后足胫节膝部内侧片具刺……………………3

2.爪沟位于前足胫节中部；前足基节内侧常具明显色斑……薄翅螳Mantis religiosa L.，1758 -.爪沟位于前足胫节中部之前；前足腿节内侧爪沟处具一中部淡色、两侧深色的眼斑……棕静螳Statilia maculate（Thungerg，1784）

3.头部额盾片其宽小于高的1.5倍（图1（c））；前足基节具3～5个明显疣突（图1（d））……广斧螳H.patellifera -.头部额盾片其宽至少为高的2倍；前足基节无明显疣突………………………………………………4

4.后翅基部具一较大的黑斑……中华大刀螳Tenodera sinensis Saussure，1869 -.后翅基部无较大的黑斑……狭翅大刀螳Tenodera angustipennis Saussure，1869

2.3 天津地区常见螳螂成虫基于测量数据的检索表

1.前足胫节与腿节长度比小于0.5……棕静螳S. maculate -.前足胫节与腿节长度比大于0.5………………2

2.前胸背板长宽比明显小于3.0（图1（a））……广斧螳H.patellifera -.前胸背板长宽比明显大于3.0…………………3

3.前胸背板长宽比明显大于4.0……狭翅大刀螳T. angustipennis -.前胸背板长宽比不大于4.0……………………4

4.前胸背板长宽比明显大于3.5；前足胫节与腿节长度比接近0.6……中华大刀螳T.sinensis -.前胸背板长宽比接近3.5或小于3.5；前足胫节与腿节长度比小于0.6……薄翅螳M.religiosa

2.4 天津地区广斧螳的分子鉴定

对再次在天津野外采集到的广斧螳标本，获取线粒体COI序列片段，并与GenBank已发布的DNA序列比对，结果与本课题组之前上传的序列号为KR154223的序列100%一致，与序列号为FJ802758的斧螳属东洋区某种Hierodula sp.的序列一致率仅为90%，证明所上传的COI序列作为广斧螳DNA条形码的可用性（通过Genbank已知序列分析，螳螂目属内种间的COI序列一致率低于95%）.本研究所上传的序列号为KR154223的COI序列片段为首次上传的广斧螳H.patellifera在GenBank上的正确的线粒体基因COI序列片段.GenBank上传的采自中国的序列号为JF700167、长度为632 bp的“Hierodula patellifera”线粒体COI序列片段，经序列比对与GenBank上已上传的7条棕静螳Statiliamaculate（Thungerg,1784）序列片段（序列号：KM362717-KM362723）达到98%～99%一致，而与本研究上传的KR154223序列一致率仅为85%，因此认为JF700167序列片段所代表的物种实为棕静螳Statiliamaculate[14].

3 讨论

综合上述结果，天津地区的重要资源昆虫—广斧螳可以分别基于形态特征、测量数据和分子数据进行鉴定，所提供的检索表和线粒体COI序列片段可以作为准确鉴定广斧螳的重要依据.其中依据形态测量数据进行广斧螳成虫鉴定的方法，极大提高了鉴定效率.

本研究中的分子鉴定方法，不受广斧螳形态数据鉴定中对于成虫虫态的要求，克服了卵鞘、若虫等未成熟虫态其发育周期的天然限制，实现了广斧螳的非专业鉴定.

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（责任编校 纪翠荣）

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

天津市大学生创新创业训练计划资助项目（201410061036）；天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划资助项目（B01-0901）；天津农学院科技发展基金资助项目（2013N14）.

王浩（1992—），男，本科生.

焦克龙（1984—），男，助理研究员，主要从事昆虫系统学和生物学方面的研究.

1671-1114（2015）03-0058-03