柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama是柑橘、月橘、構(gòu)椽、黃皮、九里香等蕓香科植物嫩梢期的重要害蟲(chóng),以成、若蟲(chóng)吸食汁液為害,在世界范圍內(nèi)均有分布,是柑橘黃龍病的自然傳播媒介;在我國(guó)主要分布南方柑橘產(chǎn)區(qū),給柑橘產(chǎn)業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重危害,防治柑橘木虱是治理黃龍病的關(guān)鍵措施之一。本研究對(duì)柑橘木虱線粒體全基因組序列進(jìn)行測(cè)定,基于線粒體基因組對(duì)木虱總科物種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析;以線粒體COI基因片段作為分子標(biāo)記,明確柑橘木虱的種群遺傳多樣性和種群遺傳結(jié)構(gòu),并進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,為柑橘木虱的控制提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下:(1)對(duì)柑橘木虱線粒體基因組測(cè)序、注釋及分析(GenBank登錄號(hào):KX073968),序列全長(zhǎng)15,038 bp,A+T含量為74.56%,包含13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、22個(gè)tRNA基因、2個(gè)rRNA基因和一個(gè)最大的非編碼區(qū)(控制區(qū))。主要特點(diǎn):其基因排列順序與預(yù)測(cè)的節(jié)肢動(dòng)物的線粒體基因組祖先排列順序一致。所有的蛋白質(zhì)編碼基因均使用標(biāo)準(zhǔn)的起始密碼子(ATN)和標(biāo)準(zhǔn)的終止密碼子TAG和TAA除了ND2和ND5使用不完整的終止密碼子T。所有的22個(gè)tRNA基因長(zhǎng)度在54~70 bp之間,且均能折疊成三葉草結(jié)構(gòu),除了trnS1因缺失DHU臂而不能形成三葉草結(jié)構(gòu)�？刂茀^(qū)位于rrnL與trnI之間,且A+T含量是所有區(qū)域中含量最高的。(2)對(duì)木虱總科的柑橘木虱、木通紅喀木虱、番茄木虱、樸樹(shù)葉柄癭木虱和枸杞木虱進(jìn)行比較分析,結(jié)果表明:木虱線粒體基因組均包含經(jīng)典后生動(dòng)物線粒體基因組的37個(gè)基因,基因排列順序一致,且均具有顯著的A+T偏向性。蛋白質(zhì)編碼基因的密碼子使用均表現(xiàn)為顯著的偏向性,且第三位點(diǎn)的A+T含量高于第一位點(diǎn)和第二位點(diǎn)的A+T含量。5種木虱的線粒體基因組的tRNA的情況一致,除了trnS1不能折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu),其余tRNA均能折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)。進(jìn)化速率分析表明木虱線�；蚪M蛋白質(zhì)編碼基因中COI的進(jìn)化速率最慢較為保守,因此可以用作DNA條形碼來(lái)鑒別近緣種;相反,ATP8進(jìn)化速率最快,可以用作分析種內(nèi)關(guān)系和木虱總科物種不同種群之間關(guān)系的有效分子標(biāo)記。(3)基于線粒體基因組13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因和2個(gè)rRNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼的氨基酸的胸喙亞目之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系顯示:木虱總科、粉虱總科和蚜總科分別單獨(dú)聚為一支,其中木虱總科作為基底種群,系統(tǒng)發(fā)育分析符合傳統(tǒng)分類,柑橘木虱與木虱科的木通紅喀木虱分離,但還需要更多的木虱總科線粒體基因組來(lái)驗(yàn)證這一分類關(guān)系。(4)擴(kuò)增得到采集來(lái)自中國(guó)柑橘產(chǎn)區(qū)的23個(gè)地理種群和美國(guó)佛羅里達(dá)的1個(gè)地理種群的119條線粒體COI序列片段。擴(kuò)增得到的COI序列長(zhǎng)721 bp,有16個(gè)變異位點(diǎn),共定義10個(gè)單倍型,其中Hap1為優(yōu)勢(shì)單倍型,是所有中國(guó)地理種群的共享單倍型,總體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性均較低。(5)國(guó)內(nèi)23個(gè)地理種群之間的遺傳距離均較小,種群之間的遺傳差異小,各地理種群之間幾乎不存在顯著的遺傳分化。將種群根據(jù)地理位置劃分為兩個(gè)組的AMOVA分析表明遺傳變異主要來(lái)自種群內(nèi)部。單倍型網(wǎng)絡(luò)圖分析表明Hap1是中國(guó)地理種群的祖先單倍型,單倍型系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的分支�？臻g遺傳結(jié)構(gòu)顯示,柑橘木虱各種群之間的地理距離與遺傳距離之間沒(méi)有顯著的相關(guān)性。(6)系統(tǒng)發(fā)育分析表明中國(guó)地區(qū)柑橘木虱與越南、泰國(guó)、印度尼西亞、毛里求斯和留尼汪島相似,屬于東南亞組,因此未來(lái)對(duì)我國(guó)柑橘木虱的生物防治方面應(yīng)該多關(guān)注這些地區(qū)。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S436.66
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 柑橘木虱研究概況
        1.1.1 柑橘木虱的形態(tài)特征及分類研究
        1.1.2 柑橘木虱的生物學(xué)特征
        1.1.3 柑橘木虱的危害與防治
    1.2 昆蟲(chóng)線粒體基因組研究進(jìn)展
        1.2.1 昆蟲(chóng)線粒體DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.2.2 昆蟲(chóng)線粒體DNA的應(yīng)用
    1.3 種群遺傳學(xué)研究
        1.3.1 種群遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)
        1.3.2 種群遺傳學(xué)研究使用的分子標(biāo)記
            1.3.2.1 DNA序列標(biāo)記
            1.3.2.2 微衛(wèi)星
    1.4 本文的研究目的與意義
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 柑橘木虱線粒體全基因組的測(cè)定與進(jìn)化分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 柑橘木虱樣品采集
        2.1.2 主要儀器與試劑
        2.1.3 DNA提取
        2.1.4 PCR擴(kuò)增與測(cè)序
        2.1.5 DNA序列數(shù)據(jù)處理與分析
        2.1.6 木虱總科線粒體基因組序列比較分析
        2.1.7 胸喙亞目系統(tǒng)發(fā)育分析
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 柑橘木虱線粒體基因組全序列的分析
            2.2.1.1 線粒體基因組結(jié)構(gòu)與堿基含量
            2.2.1.2 蛋白質(zhì)編碼序列分析
            2.2.1.3 tRNA與rRNA基因
            2.2.1.4 A+T富集區(qū)分析
        2.2.2 木虱類線粒體基因組比較分析
            2.2.2.1 線粒體基因組結(jié)構(gòu)與堿基組成
            2.2.2.2 線粒體基因組蛋白質(zhì)編碼基因
            2.2.2.3 蛋白質(zhì)編碼基因進(jìn)化速率分析
            2.2.2.4 tRNA與rRNA基因比較分析
            2.2.2.5 A+T富集區(qū)比較分析
        2.2.3 基于線粒體基因組的系統(tǒng)發(fā)育分析
    2.3 本章分析討論
        2.3.1 胸喙亞目線粒體基因比較分析
        2.3.2 胸喙亞目線粒體基因組基因排列順序
        2.3.3 基于線粒體基因組的胸喙亞目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系
第3章 柑橘木虱種群遺傳結(jié)構(gòu)分析
    3.1 材料與方法
        3.1.1 柑橘木虱樣品采集
        3.1.2 主要儀器與試劑
        3.1.3 單只柑橘木虱基因組DNA提取
        3.1.4 mtDNA基因片段PCR擴(kuò)增、測(cè)序
        3.1.5 數(shù)據(jù)處理分析
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.2.1 擴(kuò)增結(jié)果與序列分析
        3.2.2 種群遺傳結(jié)構(gòu)分析
            3.2.2.1 種群遺傳距離
            3.2.2.2 種群之間的遺傳分化（FST）
            3.2.2.3 分子方差分析（AMOVA分析）
            3.2.2.4 空間遺傳結(jié)構(gòu)分析
        3.2.3 系統(tǒng)發(fā)育分析
    3.3 本章分析討論
        3.3.1 遺傳多樣性分析討論
        3.3.2 種群遺傳結(jié)構(gòu)分析討論
第4章 主要結(jié)論及展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 本研究的不足之處
    4.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果及獲獎(jiǎng)情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2839527