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中巴法医昆虫种类研究—侧重丽蝇及其分子鉴定

作　者: 法娜
导　师: 陈学新
学　校: 浙江大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 分子鉴定巨尾阿丽蝇丽蝇科大头金蝇虫口数量巴基斯坦种类研究肥须亚麻蝇法医昆虫学丝光绿蝇
分类号: D919.4
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近些年来越来越多的昆虫学证据被应用于司法实践中,特别是在刑事案件侦破和法庭审判中起着不可低估的作用。全面了解特定地区尸体上昆虫的种类,掌握快速准确的鉴定技术以及环境因素对昆虫种类的影响是正确利用这些昆虫进行法医鉴定的基础,是法医昆虫学研究的重要内容。本论文分别调查分析了中国和巴基斯坦两国代表性区域法医昆虫的种类与种群演替规律,以及巴基斯坦传统节日—宰牲节对法医昆虫种类等的影响,并对杭州华家池重要类群丽蝇的分子鉴定技术进行了研究。中国杭州华家池周围的蝇类(双翅目:Diptera)调查结果表明:(1)华家池共有蝇类法医昆虫12种,其中丽蝇科Calliphoridae7种,分别为大头金蝇Chrysomyamegacephala(Fabricius)、肥躯金蝇Ch.pinguis(Walker)、巨尾阿丽蝇Aldrichinagrahami(Aldrich)、丝光绿蝇Lucilia sericata(Meigen)、紫绿蝇L.porphyrina(Walker)、亮绿蝇L.illustris(Meigen)和瘦叶带绿蝇Hemipyrellia,igurriens(Wiedemann);麻蝇科Sarcophagidae一种,即肥须亚麻蝇Parasarcophagacrassipalpis(Macquart);蝇科Muscidae 4种,即家蝇Musca domestica(Linnaeus)、Musca sp.、Fannia sp.、Ophyra sp.;(2)大头金蝇是唯一全年都可以诱集到的种群,而且该种虫口数量占绝对的优势,而紫绿蝇虫口数量最小;(3)2007年1月至2008年12月的调查结果显示,丽蝇科7个种类、肥须亚麻蝇和家蝇的虫口数量在冬季均明显偏低,并且一月份只诱集到了大头金蝇和家蝇两种,二月份诱集到大头金蝇、肥躯金蝇、巨尾阿丽蝇、家蝇等四种,三月份诱集到了大头金蝇、肥躯金蝇、巨尾阿丽蝇、丝光绿蝇、亮绿蝇、肥须亚麻蝇、家蝇等7种;同时,统计分析结果表明虫口数量在这些月份之间没有显著差异,但冬夏种群虫口数量差异显著。鉴于丽蝇幼期种类在形态上难以区分,本研究以华家池采集的丽蝇为材料,选用来自线粒体基因组的COⅠ、CYTB和ND5以及核糖体基因组的ITS1和ITS2共5个基因片段做分子标记,对丽蝇种类的分子鉴定进行了探索性研究。从7种丽蝇17个标本中扩增得到了75条基因序列并提交到GenBank。结果表明COⅠ、Cytb、ND5和ITS2可作为丽蝇种间分子鉴定的分予标记。ITS1序列可以作为丽蝇同属分子鉴定的分子标记。同时,研究比较了28对蝇(包括丽蝇、家蝇)5个基因位点的种间差异。结果表明:在丽蝇中,(1)ITS1的种内序列差异度为0.29-1.16%,而在种间水平上差异显著,为7.8-57.3%,表明ITS1能够用来进行同属内近缘种类鉴定;(2)ITS2的种间差异度为1.2-19%,表明该序列能够用于种的鉴别,但在姊妹中则可能出错;(3)COI序列的种内差异度在2.2-10.4%之间,也显示在姊妹种的鉴定上可能会错;(4)另一方面,CYTB和ND5序列种间分歧度分别为5.2-15.4%,4.5-12.4%,表明这两个序列均可成功用于种的鉴定。在丽蝇和家蝇组合中,(1)ITS2有30-35.2%的科间序列差异度,从而证明可作为最重要的基因标记用于科级水平的鉴定;(2)COⅠ的序列差异度10.3-13.5%表明在丽蝇科、家蝇科和某些丽蝇科内种类之间(10.4%)不能明显地区分;(3)CYTB序列的科间差异度12.5-16.7%也说明该序列在科技水平上不能明显区分;(4)但ND5序列的科间差异度16-17%则说明在可用于科级水平的鉴定;(5)结果还证明CO1、CYTB、ND5和ITS2等基因在鉴别丽蝇的系统发育关系中也很有用;(6)基于自己获得的基因序列以及GenBank中获得的分子数据,还推算了丽蝇科种类的演化关系。总之,ITS1序列具有低的种内和高的种间差异度,可望用于近缘种的区分;ND5可用于丽蝇不同地理种群的鉴别;ITS2和ND5均表现出科级水平的差异显著,COⅠ和ITS2序列分析表明,丽蝇科和家蝇科大约于20-50 MYA形成不同的进化分支。在巴基斯坦穆斯林传统节日—宰牲节期间,大量动物尸体残留物抛弃在外,从而引起尸食类昆虫的大量繁殖,而目前尚无脊椎动物在户外垃圾场的降解以及与疾病传播方面的研究报道。本文以巴基斯坦一个典型乡镇为代表,2008年首次对宰牲节期间产生的血坑、肉、皮毛和骨头等14处场所进行了调查,共发现35种昆虫,其中腐肉上面发现的种类和数量最多;首次分析研究了分别来自巴基斯坦D.I.Khan城和Rawalpindi城宰牲节期间红颜金蝇Ch.rufifacies种群的COⅠ、COⅡ和ITS2基因序列,并加以对比分析,发现两个城市不同个体的红颜金蝇的分子序列分析完全相同。同时,在宰牲节期间的调查也发现牲畜交易过程提高了蝇蛆病的传播效率,两个城市的红颜金蝇不同个体分子序列分析没有差异的结果暗示了大量的动物贸易可能会携带并传播一些重要的蝇类,从而导致蝇类种群扩散。另外,还讨论了宰牲节对法医鉴定产生的深远影响。

全文目录

Acknowledgements  10-14
ABSTRACT  14-17
中文摘要  17-19
Chapter 1 Background  19-22
Chapter 2 Review of literature  22-33
  2.1 Forensic entomo-fauna  22
  2.2 Necrophagous Diptera  22-23
  2.3 Synanthropic blow flies(Calliphoridae)  23-28
    2.3.1 Medical importance of blowflies  24-27
    2.3.2 Forensic importance of blowflies  27-28
  2.4 Blowflies in contemporary forensic research  28-30
    2.4.1 Carrion succession studies  28-29
    2.4.2 Developmental studies  29
    2.4.3 Molecular studies  29-30
  2.5 Commonly used molecular markers  30-33
    2.5.1 Gene markers  31-32
    2.5.2 PCR-RFLP  32
    2.5.3 Antigen based tests  32-33
Chapter 3 Urban community structure of blowflies  33-53
  3.1 Introduction  33-34
  3.2 Materials and Methods  34-37
    3.2.1 Study time  34
    3.2.2 Samplings  34-36
    3.2.3 Statistical analysis  36-37
  3.3 Results  37-48
    3.3.1 Species richness of blowflies  37-43
    3.3.2 Bait efficiency  43-44
    3.3.3 Blow flies of forensic significance  44-48
  3.4 Discussions  48-51
    3.4.1 Species richness of blowflies  48
    3.4.2 Bait efficiency  48-49
    3.4.3 Blowflies of medical and forensic significance  49-51
  3.5 Conclusions  51-53
Chapter4 Multi-gene approach in blow fly species diagnosis  53-84
  4.1 Introduction  53-54
  4.2 Materials and Methods  54-57
    4.2.1 Sample collection and Identification  54-55
    4.2.2 DNA extraction,amplification and sequencing  55-57
    4.2.3 Sequence analysis  57
  4.3 Results  57-77
    4.3.1 Sequence variability and ITS regions  58-66
    4.3.2 Sequence variability and mt DNA  66-68
    4.3.3 Phylogenetic analysis and utility of five genes  68-77
  4.4 Discussions  77-83
    4.4.1 Sequence variability and ITS regions  78-79
    4.4.2 Sequence variability and mt DNA  79-80
    4.4.3 Phylogenetic analysis and utility of five gene segments  80-83
  4.5 Conclusions  83-84
Chapter 5 Carrion fauna associated with festival of Eid-ul-azha  84-107
  5.1 Introduction  84-85
  5.2 Materials and Methods  85-90
    5.2.1 Area and site information  85-87
    5.2.2 Sampling and observations  87-88
    5.2.3 Preservation and identification  88-90
  5.3 Results  90-100
    5.3.1 Decomposition,Insect activity and burial at offal dump sites  92-97
    5.3.2 First arrival of flies at different sites  97-100
    5.3.3 Vertebrate scavenging at dump sites  100
    5.3.4 Questionairre survey in context of myiasis  100
  5.4 Discussions  100-105
    5.4.1 Observations at dump sites  100-102
    5.4.2 First arrival of flies at different sites  102-103
    5.4.3 Vertebrate scavenging at dump sites  103
    5.4.4 Eid,myiasis and flies  103-105
  5.5 Conclusions  105-106
  5.6 List of Pending works  106-107
    5.6.1 Population genetics  106
    5.6.2 Species genetics  106-107
Chapter 6 Summary,Findings & Recommendations  107-110
  6.1 Summary  107-108
  6.2 Innovative Findings  108
  6.3 Shortcomings  108-109
  6.4 Recommendations  109-110
References  110-134

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