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《山西大学》 2016年
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肚倍虫源优良品系筛选

李京隆  
【摘要】:肚倍为肚倍蚜寄生于漆树科盐肤木属青麸杨、红麸杨和盐肤木上所形成的虫瘿,是五倍子中单宁含量最高的一类,同时也是主产我国的一种重要的经济昆虫产物,可广泛应用于国防化工、生物医药和食品等领域,具有很高的经济价值,是五倍子产业亟待发展的一个品种。目前,肚倍来源主要依然依赖自然结倍,虽然部分地区也建立了人工的培养基地,但高产倍林和肚倍蚜虫源不足,仍然远不能满足市场的需求。与此同时,虽然我国已有相关的五倍子评价标准,但在生产应用中仍然不分品级,资源浪费的现象严重。因此筛选肚倍优良品系,分等级对其有效成分提取利用,成为当今五倍子产业发展的重中之重。肚倍蚜Kaburagia rhusicola属昆虫纲Insecta半翅目Hemiptera蚜总科Aphidoidea蚜科Aphididae五节根蚜族Fordini铁倍蚜属Kaburagia,对肚倍的形成起着决定性的作用。因此肚倍优良品系的筛选首先应该对肚倍虫源的优良品系进行筛选,从而提高肚倍质量和产量。本研究以mtDNA COI(细胞色素c氧化酶Ⅰ)、Cytb(细胞色素b)基因序列和核基因EF-1α为分子标记,对肚倍蚜主要分布区的11个自然种群170个个体之间的遗传变异分化,结合肚倍单宁含量,综合分析筛选肚倍虫源的优良品系。通过本研究得到以下研究结果:1)通过PCR扩增测序方法,共测得肚倍蚜mtDNA COI基因1,257bp,Cytb基因434 bp和核基因EF-1α基因857 bp,COI和Cytb基因联合序列长度为1,691 bp。mtDNA基因联合序列中保守位点1,520个(占89.89%)、变异位点171个(占10.11%)、简约信息位点126个(占7.45%)、单一信息位点45个(占2.66%);EF-1α基因编码区序列共696bp,含保守位点623个(占89.51%)、变异位点73个(占10.49%)、简约信息位点30个(占4.31%)、单一信息位点43个(占6.18%)。总体而言,肚倍蚜mtDNA基因和核基因序列的碱基A+T的含量明显高于G+C的含量,这与其他昆虫的富含A+T的特点相同,并且其碱基序列中转换明显高于颠换。2)肚倍蚜11个种群的mtDNA基因联合序列共检测有92个单倍型,核DNA EF-1α基因序列分析共获得60个单倍型,综合分组后的单倍型分布情况,陕西、四川以及湖北等秦巴山脉交界区的肚倍蚜种群形成的单倍型为其主体单倍型,分布较广,适应环境能力强,是肚倍虫源中的优势单倍型。3)肚倍蚜遗传多样性指数分析显示,mtDNA与核DNA基因序列分析结果基本一致。四川巴中、广元和陕西安康、城固种群与其他种群相比较高,而山西运城和湖南桑植种群较低。按种群地理分布进行分组(运城、霍州种群归为一组,城固、广元、巴中种群归为二组,安康、竹山种群归为三组,五峰、桑植种群归为四组,水富、遵义种群归为五组)后分析发现,各组间的遗传多样性范围相对较小,二组的单倍型多样度(Hd)和总核苷酸多样度(π)均为最高,mtDNA基因中,四组的这两个指数为所有组中最低,而核DNA基因中五组的单倍型多样度(Hd)最低和三组核苷酸多样度(π)最低。从肚倍蚜对环境的适应性讲,分布于陕西安康、城固和四川巴中、广元种群等秦巴山脉分布区的肚倍蚜具有人为引种繁殖和培育的优势,可进一步进行基地实验,筛选稳定的优良品系。4)AMOVA分析结果显示,肚倍蚜mtDNA基因序列种群间的变异远高于种群内,Fst值为0.61742(P0.05,极为显著),这表明肚倍蚜mtDNA基因在其种群间差异显著;而核DNA EF-1α基因分析结果与mtDNA序列分析结果不一致,其种群内变异高于种群间,这可能是其mtDNA与核DNA基因进化速率不同造成的。遗传距离显示肚倍蚜种群间及分组后组间的遗传距离均较小,陕西城固和四川广元、巴中一组具有更强的适应环境的能力。5)基于单倍型构建的肚倍蚜TCS网络结构图和聚类关系(MP和NJ树)、以及Tajima's D值显示,肚倍蚜不同单倍型间共形成三个大的簇群,分布于秦巴山脉区域的安康、竹山以及巴中等地区的肚倍蚜种群为其祖先类群,是肚倍蚜应优先重点保护的核心种群;同时云南水富种群所在的单倍型其聚类关系与TCS网络关系图上显示的距离与其他单倍型相比均较远,结合遗传距离等分析,推测其可能为铁倍蚜属的一个新种。6)通过对11个种群肚倍蚜的共享单倍型、遗传多样性指数以及肚倍单宁含量等多项指标综合进行分析,表明陕西安康、城固和四川巴中、广元等地处秦巴山脉的肚倍分布区域的肚倍虫源为优良品系,应对其进行保护,并引种到其他肚倍产区进行培养试验,进而稳定筛选肚倍的优良品系。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q969.9

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