本文關(guān)鍵詞：基于線粒體基因?qū)μO果蠹蛾和梨小食心蟲不同地理種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：蘋果蠹蛾Cydia pomonella和梨小食心蟲Grapholita molesta (Busck)均屬鱗翅目Lepidoptera,卷蛾科Tortricidae,其分布范圍廣,經(jīng)濟(jì)危害重,是果樹種植區(qū)的重要害蟲。蘋果蠹蛾和梨小食心蟲的寄主較多,食性較雜,分布范圍廣,其發(fā)生范圍與寄主之間和環(huán)境的相互作用對(duì)其本身種群的遺傳結(jié)構(gòu)有著重要的影響作用,使其可能發(fā)生較強(qiáng)的遺傳變異,增加了防治的難度,降低了防治效果。蘋果蠹蛾的快速擴(kuò)散和梨小食心蟲的分布范圍增加,嚴(yán)重威脅水果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。了解蘋果蠹蛾和梨小食心蟲不同地理種群的遺傳結(jié)構(gòu),分析各個(gè)種群間的親緣關(guān)系,預(yù)測(cè)其擴(kuò)散途徑,探討分化的成因等研究工作已刻不容緩,其研究結(jié)果可對(duì)蘋果蠹蛾的更大范圍的擴(kuò)散和梨小食心蟲對(duì)果樹的危害提供理論依據(jù),更為有效的指導(dǎo)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治工作。 本研究對(duì)蘋果蠹蛾和梨小食心蟲進(jìn)行不同地理種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究,采用擴(kuò)增線粒體DNA基因片斷,運(yùn)用系統(tǒng)發(fā)育分析方法、譜系生物地理學(xué)方法及相關(guān)遺傳參數(shù)分析和生物信息軟件的使用,分別對(duì)采自我國(guó)10個(gè)不同地區(qū)的蘋果蠹蛾和16個(gè)不同地區(qū)的梨小食心蟲種群進(jìn)行系統(tǒng)而深入的比較研究。本研究獲得以下結(jié)論： 1.分別擴(kuò)增我國(guó)10個(gè)不同地區(qū)的蘋果蠹蛾和16個(gè)不同地區(qū)的梨小食心蟲的線粒體DNACOI和COⅡ基因、COⅡ和ND5基因片斷。在CO Ⅰ和COⅡ基因中,共獲得并向GenBank提交注冊(cè)了33個(gè)單倍型,其中,CO Ⅰ16個(gè)單倍型,COⅡ17個(gè)。 2.基于線粒體DNA序列獲得的遺傳多樣性數(shù)據(jù)：蘋果蠹蛾遺傳變異度較低,CO Ⅰ和CO Ⅱ基因的平均核酸多樣度(π%)分別為0.01%和0.04%,變異位點(diǎn)占序列長(zhǎng)度的比例分別為6.2%和7.6%。梨小食心蟲的COⅡ和ND5基因的遺傳變異度要高于蘋果蠹蛾,其平均核酸多樣度(π%)分別為0.035%和0.26%,變異位點(diǎn)占序列長(zhǎng)度的比例分別為21.7%和52.3%。種群間的分化參數(shù)蘋果蠹蛾Fst值在0.09108-0.60303之間,部分地理種群間的Fst值為零；梨小食心蟲的Fst值在0.0205-0.9762之間。結(jié)果表明,蘋果蠹蛾各地理種群間基因交流頻繁,僅有新疆種群和東北種群出現(xiàn)遺傳分化,而梨小食心蟲的不同地理種群間遺傳分化表現(xiàn)明顯。 3.結(jié)合線粒體DNA序列構(gòu)建的MP樹及4個(gè)基因的單倍型網(wǎng)狀圖分析可知：蘋果蠹蛾各地地理種群間分化程度不明顯；梨小食心蟲分化程度明顯,有三個(gè)分支遺傳結(jié)構(gòu)。山脈、河流等地理位置的隔離,使梨小食心蟲的發(fā)生代數(shù)與其所在的歸屬大的地理區(qū)域劃分相一致,如華北地區(qū)、東北地區(qū)、華中地區(qū)和西北地區(qū)等。 4. Tajima'sD和Fu’s F的中性檢驗(yàn)表明：蘋果蠹蛾Tajima'sD均為負(fù)值且差異不顯著,表明蘋果蠹蛾整體上在進(jìn)化上遵循中性模型,但不同地區(qū)Tajima'sD正負(fù)值均有。Fu’sF值既有負(fù)值也出現(xiàn)正值,達(dá)到差異水平(P0.02)。梨小食心蟲Tajima'sD既有負(fù)值也有正值,Fu’sF值為正值,差異顯著表明不同地理間遺傳分化明顯。結(jié)合氣候和歷史環(huán)境因素考慮,推測(cè)蘋果蠹蛾發(fā)生種群擴(kuò)張,種群在逐年擴(kuò)大；梨小食心蟲是本地種,錯(cuò)配分布圖明顯顯示,梨小食心蟲有著復(fù)雜的群體擴(kuò)張,其不同地理種群間種群分化明顯。 5.緯度與地理距離、種群遺傳多樣性和經(jīng)度的相關(guān)性分析表明：蘋果蠹蛾遺傳距離(p-Distance)與地理距離(Geographic distance)間的相關(guān)系數(shù)低且不顯著相關(guān)(r=0.0852,P=0.1049),對(duì)所有種群的單倍型多樣度與采樣地經(jīng)度進(jìn)行回歸分析時(shí),二者之間有著明顯的負(fù)相關(guān)(R2=0.663)。結(jié)合以上遺傳多樣性、單倍型網(wǎng)狀圖和MP樹進(jìn)一步分析,單倍型多樣度隨著經(jīng)度的增加而逐漸減小。單倍型多樣度和經(jīng)度的相關(guān)性分析顯示,新疆和東北地區(qū)與蘋果蠹蛾起源地關(guān)系密切,其傳播過程明顯表現(xiàn)為從西向東的擴(kuò)散過程和入侵趨勢(shì)。梨小食心蟲核酸多樣度與緯度之間的二次相關(guān)分析顯示顯著的正相關(guān)(r=0.5350,P=0.3274),遺傳距離和地理距離呈負(fù)相關(guān)(r=0.052,P=0.021)。結(jié)合遺傳參數(shù)、單倍型網(wǎng)狀圖和MP進(jìn)化樹推測(cè),梨小食心蟲的擴(kuò)張過程為由東向西,再由西向北的表現(xiàn)形式,即黑龍江—新疆—山東,再由新疆—河北—內(nèi)蒙古或黑龍江—安徽—山東。 本研究所得的蘋果蠹蛾和梨小食心蟲有效種群(effective population size)較小,距離最近的種群間基因交流有限以及很強(qiáng)的地理距離隔離關(guān)系等結(jié)果表明蘋果蠹蛾和梨小食心蟲處于遺傳平衡狀態(tài)。蘋果蠹蛾黑龍江種群整體和新疆種群存在遺傳分化,可能是遠(yuǎn)距離隔離和對(duì)東北的低溫,自然選擇的適應(yīng)性所造成的。梨小食心蟲不同地理種群間遺傳分化程度明顯很可能是遷移-漂變平衡的結(jié)果。 6.根據(jù)2.3%／1百萬(wàn)年的分子變異率,依據(jù)3個(gè)基因計(jì)算的合并時(shí)間(種群擴(kuò)張時(shí)間),蘋果蠹蛾的擴(kuò)張時(shí)間大約是120000年前,梨小食心蟲的擴(kuò)張時(shí)間大約是275000年前。遺傳數(shù)據(jù)表明梨小食心蟲是我國(guó)的本地種,氣候或地質(zhì)的改變影響了梨小食心蟲及其寄主的分布,因其對(duì)各地理區(qū)域不同的氣候和寄主的適應(yīng),而形成了遺傳結(jié)構(gòu)雛形和明顯的遺傳分化。蘋果蠹蛾入侵中國(guó)前后,全球的氣候呈現(xiàn)變暖趨勢(shì),寄主的豐富,為其擴(kuò)散提供了適宜的環(huán)境條件和食物條件。
【關(guān)鍵詞】：蘋果蠹蛾 梨小食心蟲 譜系生物地理學(xué) 線粒體DNA 單倍型 系統(tǒng)發(fā)育
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S436.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-20
• 1.1 線粒體DNA概述10-13
• 1.1.1 動(dòng)物線粒體基因組的結(jié)構(gòu)及基因成分10-11
• 1.1.2 昆蟲線粒體基因組的結(jié)構(gòu)及基因成分11
• 1.1.3 昆蟲線粒體基因的特點(diǎn)及其在分類學(xué)上的作用11-12
• 1.1.4 線粒體基因在分類及系統(tǒng)發(fā)育的研究應(yīng)用12-13
• 1.2 種群遺傳多樣性的理論根據(jù)和方法13-17
• 1.2.1 種群遺傳多樣性的理論的理論根據(jù)13-14
• 1.2.2 種群遺傳多樣性變化的影響因素14-15
• 1.2.3 研究種群遺傳多樣性的技術(shù)和方法15-17
• 1.3 食心蟲的發(fā)生和為害17-18
• 1.4 本論文的研究目的和意義18-19
• 1.5 技術(shù)路線19-20
• 第二章 基于線粒體基因?qū)μO果蠹蛾種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究20-46
• 2.1 蘋果蠹蛾概述20-24
• 2.1.1 蘋果蠹蛾的分布和為害20
• 2.1.2 蘋果蠹蛾的種群生物學(xué)20-21
• 2.1.3 蘋果蠹蛾的地理分布及其物候?qū)W21-22
• 2.1.4 蘋果蠹蛾的寄主與其擴(kuò)散22
• 2.1.5 蘋果蠹蛾的遺傳多樣性研究22-23
• 2.1.6 蘋果蠹蛾的防治23-24
• 2.2 材料和方法24-33
• 2.2.1 材料24-26
• 2.2.2 主要試劑26
• (1) PCR試劑26
• (2) 純化試劑26
• 2.2.3 主要儀器和耗材26-27
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)方法和試劑的配置27-28
• 2.2.5 樣品(蘋果蠹蛾和梨小食心蟲)基因組DNA的提取28-29
• 2.2.6 PCR反應(yīng)29-31
• 2.2.7 數(shù)據(jù)分析31-32
• 2.2.8 生物信息學(xué)-分析軟件的使用32-33
• 2.3 種群遺傳結(jié)構(gòu)分析33
• 2.3.1 基因多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析33
• 2.3.2 單倍型系統(tǒng)發(fā)育分析33
• 2.4 結(jié)果33-44
• 2.4.1 提取基因組總DNA及mtDNAPCR擴(kuò)增產(chǎn)物檢測(cè)33-34
• 2.4.2 遺傳多態(tài)性分析34
• 2.4.3 單倍型系統(tǒng)發(fā)育和聚類分析34-39
• 2.4.4 種群?jiǎn)伪缎投鄻佣群徒?jīng)度間及種群遺傳距離和地理距離間的相關(guān)性分析39-41
• 2.4.5 群口演化歷史分析41-44
• 2.5 結(jié)論與討論44-46
• 第三章 基于線粒體基因?qū)嫘∈承南x種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究46-67
• 3.1 梨小食心蟲概述46-49
• 3.1.1 梨小食心蟲的分類地位和為害46
• 3.1.2 梨小食心蟲的生物學(xué)46-47
• 3.1.3 梨小食心蟲的地理分布及物候情況47
• 3.1.4 梨小食心蟲種群遺傳多樣性研究47-48
• 3.1.5 梨小食心蟲的防治措施48-49
• 3.2 材料和方法49-53
• 3.2.1 材料49-52
• 3.2.2 方法52
• 3.2.3 PCR反應(yīng)52-53
• 3.2.4 數(shù)據(jù)分析53
• 3.3 結(jié)果53-65
• 3.3.1 提取基因組總DNA及線粒體DNAPCR擴(kuò)增產(chǎn)物檢測(cè)53-54
• 3.3.2 遺傳多態(tài)性分析54
• 3.3.3 單倍型系統(tǒng)發(fā)育和聚類分析54-58
• 3.3.4 種群遺傳多樣性和遺傳距離與種群地理距離之間的相關(guān)性分析58-61
• 3.3.5 群口歷史演化分析61-65
• 3.4 結(jié)論與討論65-67
• 第四章 蘋果蠹蛾和梨小食心蟲遺傳結(jié)構(gòu)的比較研究67-70
• 4.1 蘋果蠹蛾和梨小食心蟲基因序列信息比較67
• 4.2 蘋果蠹蛾和梨小食心蟲的遺傳變異參數(shù)比較67-68
• 4.3 蘋果蠹蛾和梨小食心蟲的中性檢驗(yàn)和基因分化比較68
• 4.4 推測(cè)蘋果蠹蛾和梨小食心蟲的進(jìn)化關(guān)系68-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-73
• 5.1 結(jié)論70-72
• 5.1.1 基因序列信息分析70
• 5.1.2 單倍型網(wǎng)狀圖、MP樹及相關(guān)性分析70-72
• 5.2 展望72
• 5.3 本研究的創(chuàng)新之處72
• 5.4 今后的工作72-73
• 參考文獻(xiàn)73-84
• 致謝84-86
• 附錄Ⅰ GENBANK登錄序列86-88
• 個(gè)人簡(jiǎn)介88-89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳復(fù)生,付承玉,汪泰初;動(dòng)物線粒體基因分子系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2003年04期

2 陳靜;楊yN紅;馬天文;楊曉紅;張建萍;;梨小食心蟲在蟠桃園的危害和發(fā)生動(dòng)態(tài)初探[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年30期

3 施雅風(fēng);冰川學(xué)開拓與氣候環(huán)境變化研究的回顧[J];冰川凍土;2004年01期

4 李明,饒剛,魏輔文,方盛國(guó),湯純香,玉手英利;小熊貓種群遺傳結(jié)構(gòu)和地理分化[J];動(dòng)物學(xué)報(bào);2002年04期

5 馮恒林;于存周;;碭山地區(qū)梨小食心蟲的發(fā)生與防治[J];北方果樹;2006年04期

6 林云光;張寶軍;年志偉;孫福金;;油桃梨小食心蟲防治[J];北方果樹;2007年04期

7 陳梅香;駱有慶;趙春江;陶萬(wàn)強(qiáng);馬萬(wàn)娥;王合;劉曦;禹菊香;;梨小食心蟲研究進(jìn)展[J];北方園藝;2009年08期

8 黃文達(dá);趙學(xué)勇;趙昕;趙哈林;連杰;王少昆;;分子標(biāo)記在種群遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用[J];草業(yè)科學(xué);2010年11期

9 何舜平,陳永久,張亞平;PRELIMINARY STUDY ON MITOCHONDRIAL CYTOCHROME b DNA SEQUENCES AND PHYLOGENY OF FORMALIN FIXED SISORID FISHES(Teleostei: Siluriformes)[J];動(dòng)物學(xué)研究;1999年02期

10 黎彥;杜華;段銀昌;;2006年黃河故道地區(qū)梨小食心蟲大發(fā)生的原因及防治對(duì)策[J];果農(nóng)之友;2007年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于線粒體基因?qū)μO果蠹蛾和梨小食心蟲不同地理種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：291021