谷蠹不同地理種群對(duì)磷化氫抗性及其遺傳分化.pdf

1、谷蠹分布于世界各地，以熱帶和亞熱帶地區(qū)發(fā)生最重，幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)均可在糧粒內(nèi)為害，是我國(guó)主要的儲(chǔ)糧害蟲(chóng)之一。目前，控制儲(chǔ)糧害蟲(chóng)為害的主要熏蒸劑為磷化氫。由于倉(cāng)庫(kù)較差的密封性及多次重復(fù)無(wú)效熏蒸造成的選擇性壓力是造成儲(chǔ)糧害蟲(chóng)對(duì)磷化氫產(chǎn)生抗性的重要原因。本研究主要針對(duì)中國(guó)儲(chǔ)糧區(qū)內(nèi)谷蠹不同地理種群對(duì)磷化氫的抗性進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，并對(duì)不同抗性的谷蠹種群瞬時(shí)增長(zhǎng)率(ri)進(jìn)行了探討。利用AFLP及mtCOI基因進(jìn)行了谷蠹種群的遺傳變異研究，并討論了谷蠹體

2、內(nèi)三種保護(hù)酶在磷化氫熏蒸前后的變化。具體研究結(jié)果如下：
　　 1.谷蠹不同地理種群對(duì)磷化氫的抗性
　　 采用FAO推薦的磷化氫抗性測(cè)定方法，測(cè)定了全國(guó)10個(gè)省及1個(gè)直轄市的16個(gè)谷蠹種群的抗性。試驗(yàn)種群的致死中濃度LC50范圍為0.017 mg/L-4.272 mg/L，16個(gè)谷蠹種群均對(duì)磷化氫產(chǎn)生了不同程度的抗藥性，其中，低抗性種群5個(gè)，中等抗性6個(gè)，高抗性種群5個(gè)。對(duì)谷蠹不同地理種群的磷化氫抗性水平研究表明，谷蠹對(duì)磷

3、化氫的抗性在中國(guó)已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。對(duì)谷蠹不同抗性種群的瞬時(shí)增長(zhǎng)率研究表明，較高抗性的種群具有較低的瞬時(shí)增長(zhǎng)率。把16個(gè)種群按照抗性系數(shù)大小進(jìn)行排序，采集自糧食加工企業(yè)的種群聚在最頂端，接著是來(lái)自國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)的種群，后面就是來(lái)自地方糧庫(kù)的種群，采集自這三種糧庫(kù)類型的谷蠹種群的平均RF值分別為5.465，61.490和277.643，這個(gè)結(jié)果說(shuō)明，谷蠹種群的抗性跟倉(cāng)庫(kù)類型有關(guān)。
　　 2.谷蠹不同地理種群的遺傳變異AFLP分

4、析
　　 采用擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)對(duì)這16個(gè)種群的110個(gè)個(gè)體進(jìn)行種群遺傳變異分析，結(jié)果表明：采用4對(duì)選擇性擴(kuò)增引物，在50-450 bp范圍內(nèi)共得到129個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，在種群水平上和種的水平上的多態(tài)性位點(diǎn)的百分率分別為43.95%和84.87%。Nei's遺傳多樣性指數(shù)(h)和Shannon's指數(shù)(I)與多態(tài)性比例具有一致性。這三個(gè)指數(shù)表明，谷蠹種群內(nèi)存在高的遺傳變異。
　　 分子變異分析(AMOVA)結(jié)果表明，1

5、6個(gè)谷蠹種群的遺傳結(jié)構(gòu)存在顯著性差異(P<0.0005)。在整個(gè)變異中，17.62%的變異發(fā)生在谷蠹種群間，82.38%的變異發(fā)生在種群內(nèi)部的個(gè)體之間。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明谷蠹的遺傳變異主要發(fā)生在種群內(nèi)部，而不是種群之間。整個(gè)谷蠹種群的φST值為0.176，基因流(Nm)為1.170?；蛄鞔笥?表明在谷蠹種群之間還是有一定的基因交流，這在一定程度上防止了由于遺傳漂變引起的種群間的遺傳分化。
　　 UPGMA聚類分析表明，谷蠹種群的遺傳

6、變異與種群的地理位置不相關(guān)。Mantel檢測(cè)同樣證明，谷蠹兩兩之間的Nei's遺傳距離和地理距離(Lg值)之間沒(méi)有顯著的相關(guān)性(r=0.1054，P=0.8034>0.05)，這也表明IBD(isolation by distance)并不能用于描述谷蠹種群的遺傳變異與地理距離之間的關(guān)系。對(duì)谷蠹種群分布的倉(cāng)庫(kù)類型及儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)對(duì)種群的遺傳變異分析結(jié)果表明，倉(cāng)庫(kù)類型及儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)并不是影響種群變異的顯著因子。
　　 3.谷蠹mtDNA

7、-COI基因序列及種群遺傳變異分析
　　 對(duì)15個(gè)種群的100個(gè)個(gè)體進(jìn)行mtCOI部分序列分析，得到691bp長(zhǎng)度的片段，三個(gè)位點(diǎn)的密碼子中，A+T的含量平均值為63.2%，在三個(gè)密碼子中的含量分別是85.2%，53.3%和57.0%。這種A+T含量的偏向在第一位點(diǎn)較第二和第三位點(diǎn)強(qiáng)。序列中A，T，C，G的含量分別為33.2%，32%，18.7%，16.2%。691bp長(zhǎng)度的堿基中，共發(fā)現(xiàn)26個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，定義了25種單倍型，其中

8、種群間共享單倍型有7個(gè)。15個(gè)谷蠹種群之間存在一定的基因流(Nm=1.35)，但是使用AMOVA分析種群的遺傳結(jié)構(gòu)表明，谷蠹種群的變異主要發(fā)生在種群內(nèi)部的個(gè)體間。
　　 4.磷化氫對(duì)不同地理種群谷蠹成蟲(chóng)體內(nèi)三種保護(hù)酶的影響
　　 對(duì)不同地理種群谷蠹成蟲(chóng)體內(nèi)過(guò)氧化氫酶(CAT)，超氧化物歧化酶(SOD)，過(guò)氧化物酶(POD)的活性研究表明：熏蒸前，不同地理種群的谷蠹成蟲(chóng)體內(nèi)三種保護(hù)酶的活性不同；使用磷化氫進(jìn)行熏蒸處理后，不