【摘要】：本文使用顯微CT對8科52種蝗蟲進行了拍攝,得到雌雄共95個個體的三維立體圖像,通過圖像測得所有蝗蟲的翅長、體長、總體積、中胸背縱肌體積以及后足股節(jié)的體積,并對它們進行了比較分析。同時聯(lián)合了Genebank上80種蝗蟲以及本研究自測序1種蝗蟲的線粒體DNA數(shù)據(jù),初步探討了蝗蟲在飛行能力上的適應(yīng)進化。所獲得的結(jié)論如下:1.蝗蟲體內(nèi)與飛行能力相關(guān)的最大的肌肉是中胸背縱肌,獨立存在于胸部正中央,它的發(fā)達程度,決定了蝗蟲震動翅的能力,即是否在空中有通過運動上升高度的能力。無翅和翅側(cè)置兩種翅退化嚴(yán)重,明顯不具有飛行能力的蝗蟲,都不具有中胸背縱肌;而具有飛行能力的蝗蟲大部分都有中胸背縱肌。中胸背縱肌最發(fā)達的蝗蟲是癩蝗科的寬紋蠢蝗,其體積占總體積的1.78%。2.以后足股節(jié)與體積比代表跳躍能力的發(fā)達程度,拍攝立體圖像的蝗蟲中后足股節(jié)占總體積的比例在2.1%-19.6%之間。將蝗蟲分為具有中胸背縱肌和不具有中胸背縱肌兩組,兩組蝗蟲相對翅長有明顯差距,后足股節(jié)的體積比差距不大,證明跳躍能力與飛行能力不直接相關(guān)。3.將所有雌蟲與雄蟲的數(shù)據(jù)進行比較,得知雌性相對翅長較短,有幾種蝗蟲雄性是長翅,雌性就變成了短翅。但肌肉發(fā)達程度明顯較雄性偏高。4.通過30種已拍攝3D圖像的蝗蟲線粒體DNA的13種編碼蛋白進行的Ka/Ks分析,以30種蝗蟲分為無中胸背縱肌/有中胸背縱肌、后足股節(jié)發(fā)達/后足股節(jié)不發(fā)達兩種組合比較,得知兩種組合皆是運動能力不發(fā)達一方Ks值較高,證明運動能力弱的一方種群分布范圍較小,擁有更多的遺傳漂變所以同義突變率較高。5.通過Ks,Ka與Ka/Ks三者綜合分析,得知影響飛行能力的基因為nd4l與nd6,其中nd6基因的Ka/Ks值與中胸背縱肌的體積接近顯著負相關(guān),即隨著體積上升,nd6的Ka/Ks值下降。同時影響后足股節(jié)發(fā)達程度的基因有nd2,nd4,nd4l與nd6,只有nd4l與nd6與后足股節(jié)的發(fā)達程度呈接近顯著或者顯著的負相關(guān)。說明nd4l與nd6兩種基因與蝗蟲的運動功能極其相關(guān)。6.將80種已有線粒體DNA數(shù)據(jù)的蝗蟲以是否具有飛行能力分為兩組比較,兩組蝗蟲的線粒體基因組全長存在顯著差異,不具飛行能力組為14977bp-15932bp,具飛行能力組是15443-16259bp,具體到每一部分分析,可知在蛋白編碼區(qū)、tRNA、rRNA的全長和AT所占比率比較穩(wěn)定,沒有顯著差異。而AT富含區(qū)無論是長度還是AT含量都具有顯著的差異。不具飛行能力組的AT富含區(qū)平均長度短于具有飛行能力組,且具有較少的AT含量。7.計算80種蝗蟲每一種蝗蟲13個蛋白編碼基因各自的Ka,Ks值進行比較,不具飛行能力組與具有飛行能力組相比,nd2、atp8、cox3、nd3、nd5、nd4和nd1這7種基因的Ka/Ks值較低,cox2、nd4l與nd6這3種基因的Ka/Ks值較高。其結(jié)果與30種蝗蟲的Ka/Ks分析一致,是nd4l與nd6這兩個基因進化速率的區(qū)別主要由Ka的區(qū)別決定,說明在自然突變率相等的情況下,nd4l與nd6在不具飛行能力組保存了更多的突變。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q969.26
【圖文】：

7圖 1-1 蝗蟲腹部呼吸系統(tǒng) 3D 打印模型（Greco et al）Stereo-lithography image of a section of the segmented tracheal system of the grasabdominal tracheae（Greco et al）研究簡介體起源與進化科學(xué)家 Altaman 于 1890 年首次在動物細胞中發(fā)現(xiàn)了細胞器中重要Altaman 當(dāng)時認為這種細胞器可能只是一種細菌，它以共生的模式，因此命名其為 Bioblast。到達 1897 年，才有科學(xué)家 Benda 將這種

其特征胞內(nèi)并不是均勻分布的，尤其是細胞代謝旺盛的謝旺盛意味著需要大量的能量，即需求大量的肉。除肌肉外，纖毛、鞭毛、腎小管細胞和精細以提供前進動力的部位，也存在大量的線粒體。不化反應(yīng)物的位置較為集中，例如脂肪滴。量等指標(biāo)，在有不同功能的細胞內(nèi)，也有很大的區(qū)別，甚至在同一細胞內(nèi)，根據(jù)細胞的不同生理體形態(tài)可見啞鈴形、環(huán)形、枝狀等，最為常見的粒體，可見其是由兩層單位膜套疊而成的封閉的e）、內(nèi)膜（inner membrane）、膜間隙（intermeminner chamber）4 部分組成（圖 1-3）。

通常情況下，動物的線粒體基因組是閉合環(huán)狀負超螺旋雙為重鏈（H 鏈；富含嘌呤）和輕鏈（L 鏈；富含嘧啶），長度一般為上存在 3 倍的差異，但是線粒體基因組的結(jié)構(gòu)具有較高保守性，根區(qū)和非編碼區(qū)：編碼區(qū)一般均包含 37 個基因，包括 13 個蛋白質(zhì) NADP 還原酶復(fù)合體的亞單位（nad1，nad2，nad3，nad4，nad4L，nad即細胞色素 b（cob），復(fù)合物Ⅳ即細胞色素 c 氧化酶的亞單位（合物Ⅴ即 2 個 ATP 酶的亞單位（atp6 和 atp8）]、2 個 rRNA 基因（r tRNA 基因（trnI、trnQ、trnM、trnW、trnC、trnY、trnL(UUR)、trnD、nR、trnN、trnS(AGN)、trnE、trnF、trnH、trnT、trnP、trnS(UCN)、各基因間排列緊密，且基因內(nèi)不含內(nèi)含子；非編碼區(qū)（D-loop 區(qū)）及復(fù)制起始調(diào)控相關(guān)，內(nèi)含多種調(diào)控元件，如 ETASs 和 CSBs 等R）（圖 1-4）[61,62]。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃春梅;小蹦蝗屬二新種(直翅目:斑腿蝗亞科)[J];昆蟲學(xué)報;1988年01期

2 鄭哲民,廉振民;蝗蟲的分類(續(xù))[J];四川動物;1988年01期

3 畢道英;西藏

本文編號：2763363