本文關(guān)鍵詞：粘蟲越冬區(qū)種群遺傳進(jìn)化及其近緣種研究

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【摘要】：粘蟲Mythimna separata (Walker)是一種遠(yuǎn)距離遷飛性害蟲,是我國糧食作物主要害蟲之一,每年在我國南北往返遷飛為害,給我國糧食生產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。由于我國粘蟲越冬北界以北地區(qū)的春季初始蟲源來自粘蟲越冬地區(qū),故而越冬地區(qū)粘蟲的種群基數(shù)直接影響一代區(qū)甚至全國粘蟲的發(fā)生危害情況。對我國東部和西部越冬區(qū)粘蟲的遺傳進(jìn)化和基因交流的研究對于明確我國粘蟲的遷飛路徑及其蟲源交流情況,提供監(jiān)測預(yù)警水平均具有重要意義。本文通過采用分子生物學(xué)及傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定的方法對越冬區(qū)粘蟲種群遺傳進(jìn)化和交流情況及越冬區(qū)常見粘蟲近緣種開展研究,以期獲得對粘蟲近緣種的快速鑒定方法,明確粘蟲在我國主要越冬區(qū)的種群遺傳特征和基因交流情況,現(xiàn)將其總結(jié)如下。本項目共開發(fā)2,132,362個SLAF標(biāo)簽,SLAF標(biāo)簽的平均測序深度為31.66x,開發(fā)SNP2,119,990個。通過完整度0.8,MAF0.05過濾后得到26,380個可靠度高的SNP,其中199個SNP所在的SLAF片段得到注釋。通過對四個地區(qū)80個樣品的系統(tǒng)聚類分析法及PCA分析發(fā)現(xiàn),粘蟲蟲源地自然群體中存在較高程度的遺傳多樣性。系統(tǒng)聚類能將廣東群體與福建、廣西和云南三地種群明確區(qū)分,而廣西、福建和云南3個地區(qū)種群內(nèi)的遺傳分化大于種群間的遺傳分化,系統(tǒng)聚類不能將同一種群內(nèi)所有個體都明確分組,從而導(dǎo)致3地粘蟲種群無法按照地域區(qū)分開。通過Fst群體選擇分析,應(yīng)用生物信息學(xué)的方法篩選“離群”的SNP位點,獲得了造成廣東與其他三個地區(qū)遺傳分化受選擇的SNP標(biāo)記,其中廣東和福建為101個,廣西和廣東為108個,云南和廣東為100個。為進(jìn)一步開發(fā)可用于區(qū)分廣東與福建、廣西和云南三個地區(qū)的高區(qū)分度的SNP標(biāo)記,按照基因型頻率差值大于等于0.8篩選并統(tǒng)計特征SNP,共篩選到95個SNP,為進(jìn)一步研究粘蟲在中國的遷飛軌跡提供了可用的SNP分子標(biāo)記。通過形態(tài)學(xué)鑒定及DNA條形碼技術(shù)對野外采集4種粘蟲近緣種進(jìn)行了鑒定,并進(jìn)一步通過分子生物學(xué)的方法對粘蟲及其4種近緣種的分子遺傳特征進(jìn)行進(jìn)一步驗證。結(jié)果表明田間采集的4種粘蟲近緣種分別為白點粘夜蛾Leucania loreyi (Duponchel)、淡脈粘夜蛾Leucania roseilinea (Walker)、瘠粘夜蛾Leucania pallidior(Draudt)和虛研夜蛾Aletia pseudaletiana(Berio)。采用COI基因的DNA條形碼序列的通用引物對粘蟲及其4種近緣種進(jìn)行PCR擴(kuò)增和測序,首次在淡脈粘夜蛾、瘠粘夜蛾和虛研夜蛾中獲得了CO1基因的DNA條形碼序列。序列分析結(jié)果表明：克隆得到的白點粘夜蛾、淡脈粘夜蛾、瘠粘夜蛾和虛研夜蛾CO1基因片段長度均為658bp,粘蟲與白點粘夜蛾、淡脈粘夜蛾、粘瘠粘夜蛾和虛研夜蛾的核苷酸序列同源性依次為93.31%、92.86%、91.95%和90.88%,遺傳距離分別為0.067、0.071、0.081和0.091；對于其所編碼的219個氨基酸序列進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)粘蟲與白點粘夜蛾、淡脈粘夜蛾、粘瘠粘夜蛾和虛研夜蛾同源性依次為100%、100%、100%、99.09%和99.09%。綜合遺傳距離分析和同源相似性分析,4種近緣種與粘蟲的親緣關(guān)系由近到遠(yuǎn)依次為白點粘夜蛾、淡脈粘夜蛾、粘瘠粘夜蛾和虛研夜蛾。
【關(guān)鍵詞】：粘蟲 越冬區(qū) 近緣種 遺傳進(jìn)化
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S433.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 引言12-17
• 1.1 粘蟲的發(fā)生與危害12
• 1.2 昆蟲種群遺傳變異及多樣性研究12-15
• 1.2.1 昆蟲地理種群的遺傳多樣性12-13
• 1.2.2 分子標(biāo)記技術(shù)在昆蟲種群遺傳多樣性中的應(yīng)用13-14
• 1.2.3 簡化基因組測序技術(shù)14-15
• 1.3 粘蟲近緣種鑒定15-16
• 1.3.1 粘蟲近緣種概述15
• 1.3.2 近緣種的鑒定方法15-16
• 1.4 研究內(nèi)容和方法16-17
• 第二章 粘蟲越冬區(qū)種群遺傳進(jìn)化分析17-43
• 2.1 材料與方法17-20
• 2.1.1 供試蟲源17-18
• 2.1.2 基因組DNA提取18
• 2.1.3 參考基因組的確定18
• 2.1.4 酶切方案確定18-19
• 2.1.5 實驗流程19
• 2.1.6 實驗建庫評估19-20
• 2.1.7 信息分析流程20
• 2.2 結(jié)果與分析20-42
• 2.2.1 SLAF標(biāo)記開發(fā)20-26
• 2.2.1.1 SLAF標(biāo)簽統(tǒng)計20-23
• 2.2.1.2 SNP信息統(tǒng)計23-25
• 2.2.1.3 SNP片段的注釋25-26
• 2.2.2 遺傳進(jìn)化分析26-33
• 2.2.2.1 系統(tǒng)聚類分析26
• 2.2.2.2 PCA分析26-29
• 2.2.2.3 Fst群體選擇分析29-33
• 2.2.3 地區(qū)特征SNP篩選33-42
• 2.3 小結(jié)與討論42-43
• 第三章 4種粘蟲近緣種的形態(tài)鑒定及COI基因的序列分析43-52
• 3.1 材料與方法43-44
• 3.1.1 標(biāo)本采集43
• 3.1.2 DNA的提取43
• 3.1.3 COI基因的PCR擴(kuò)增及序列測定43
• 3.1.4 序列分析43-44
• 3.2 結(jié)果與分析44-51
• 3.2.1 粘蟲及其近緣種成蟲形態(tài)特征44-46
• 3.2.2 測序結(jié)果及COI基因序列變異統(tǒng)計46-48
• 3.2.3 親緣關(guān)系48-51
• 3.3 小結(jié)與討論51-52
• 第四章 全文結(jié)論52-54
• 4.1 越冬地區(qū)粘蟲種群遺傳結(jié)構(gòu)52
• 4.2 粘蟲近緣種的形態(tài)鑒定52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60-61
• 作者簡歷61

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本文編號：663087