粘蟲(chóng)越冬區(qū)種群遺傳進(jìn)化及其近緣種研究.pdf

1、粘蟲(chóng)Mythimna separata(Walker)是一種遠(yuǎn)距離遷飛性害蟲(chóng)，是我國(guó)糧食作物主要害蟲(chóng)之一，每年在我國(guó)南北往返遷飛為害，給我國(guó)糧食生產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。由于我國(guó)粘蟲(chóng)越冬北界以北地區(qū)的春季初始蟲(chóng)源來(lái)自粘蟲(chóng)越冬地區(qū)，故而越冬地區(qū)粘蟲(chóng)的種群基數(shù)直接影響一代區(qū)甚至全國(guó)粘蟲(chóng)的發(fā)生危害情況。對(duì)我國(guó)東部和西部越冬區(qū)粘蟲(chóng)的遺傳進(jìn)化和基因交流的研究對(duì)于明確我國(guó)粘蟲(chóng)的遷飛路徑及其蟲(chóng)源交流情況，提供監(jiān)測(cè)預(yù)警水平均具有重要意義。本文通過(guò)采用分子

2、生物學(xué)及傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定的方法對(duì)越冬區(qū)粘蟲(chóng)種群遺傳進(jìn)化和交流情況及越冬區(qū)常見(jiàn)粘蟲(chóng)近緣種開(kāi)展研究，以期獲得對(duì)粘蟲(chóng)近緣種的快速鑒定方法，明確粘蟲(chóng)在我國(guó)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(xiàng)目共開(kāi)發(fā)2,132,362個(gè)SLAF標(biāo)簽，SLAF標(biāo)簽的平均測(cè)序深度為31.66x，開(kāi)發(fā)SNP2,119,990個(gè)。通過(guò)完整度>0.8，MAF>0.05過(guò)濾后得到26,380個(gè)可靠度高的SNP，其中199個(gè)SNP所在的SLA

3、F片段得到注釋。通過(guò)對(duì)四個(gè)地區(qū)80個(gè)樣品的系統(tǒng)聚類(lèi)分析法及PCA分析發(fā)現(xiàn)，粘蟲(chóng)蟲(chóng)源地自然群體中存在較高程度的遺傳多樣性。系統(tǒng)聚類(lèi)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(gè)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(lèi)不能將同一種群內(nèi)所有個(gè)體都明確分組，從而導(dǎo)致3地粘蟲(chóng)種群無(wú)法按照地域區(qū)分開(kāi)。通過(guò)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(diǎn)，獲得了造成廣東與其他三個(gè)地區(qū)遺傳分化受選擇的S

4、NP標(biāo)記，其中廣東和福建為101個(gè)，廣西和廣東為108個(gè)，云南和廣東為100個(gè)。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可用于區(qū)分廣東與福建、廣西和云南三個(gè)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(jì)特征SNP，共篩選到95個(gè)SNP，為進(jìn)一步研究粘蟲(chóng)在中國(guó)的遷飛軌跡提供了可用的SNP分子標(biāo)記。
　　通過(guò)形態(tài)學(xué)鑒定及DNA條形碼技術(shù)對(duì)野外采集4種粘蟲(chóng)近緣種進(jìn)行了鑒定，并進(jìn)一步通過(guò)分子生物學(xué)的方法對(duì)粘蟲(chóng)及其4種近緣種的分子遺傳特征進(jìn)行進(jìn)

5、一步驗(yàn)證。結(jié)果表明田間采集的4種粘蟲(chóng)近緣種分別為白點(diǎn)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(duì)粘蟲(chóng)及其4種近緣種進(jìn)行PCR擴(kuò)增和測(cè)序，首次在淡脈粘夜蛾、瘠粘夜蛾和虛研夜蛾中獲得了COI基

6、因的DNA條形碼序列。序列分析結(jié)果表明：克隆得到的白點(diǎn)粘夜蛾、淡脈粘夜蛾、瘠粘夜蛾和虛研夜蛾COI基因片段長(zhǎng)度均為658bp，粘蟲(chóng)與白點(diǎn)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(duì)于其所編碼的219個(gè)氨基酸序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)粘蟲(chóng)與白點(diǎn)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%、10