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《西北大学》 2020年
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黄胸散白蚁的遗传多样性与繁育体系

孟育锋  
【摘要】:本研究基于SSR标记与线粒体DNA标记的方法,针对陕西和四川两地黄胸散白蚁Reticulitermes flaviceps巢群的遗传多样性和繁育体系进行了分析。结果如下:(1)通过使用6对微卫星引物对陕西与四川共计22个黄胸散白蚁巢群的遗传多样性分析表明,陕西7个巢群105个个体的等位基因数Na的范围为2.429-3.000,平均等位基因数为2.738±0.132。有效等位基因数Ne在1.832-2.293范围内,平均有效等位基因为2.057±0.094,观测杂合度Ho范围为0.390-0.610,其平均值为0.494±0.037。期望杂合度He的数值范围在0.420-0.537,平均值则为0.472±0.024,Shannon’s信息指数I为0.773±0.044,范围在0.690-0.890之间。多态信息含量PIC最小值为0.460,最大值为0.812,平均值为0.638±0.050,大于0.5,因此,陕西黄胸散白蚁巢群中这6个位点属于高度多态。四川15个巢群225个个体,等位基因数范围为1.933-3.600,平均值为2.889±0.130。有效等位基因数为1.589-2.544,平均值为2.107±0.095,观测杂合度范围在0.347-0.622之间,平均值为0.512±0.038。期望杂合度范围在0.286-0.514之间,平均期望杂合度为0.436±0.025。Shannon’s信息指数I最高为0.938,最低为0.448,平均值为0.752±0.046。多态信息含量PIC最小值为0.627,最大值为0.897,平均值为0.777±0.039,同样大于0.5,因此,四川黄胸散白蚁巢群中这6个位点也是高度多态的。两地散白蚁遗传多样性情况类似,有效等位基因数与平均有效等位基因数均低于等位基因数与平均等位基因数,说明等位基因在两地的白蚁巢群中分布不均匀。期望杂合度均大于0.3,结合Shannon’s信息指数I,可以认为这两地的白蚁巢群均具有中等偏高的遗传多样性。(2)通过对两地22个巢群,共计330个个体F统计值以及基因流Nm的分析显示,F_(IS)值为-0.133±0.058,说明在白蚁巢群内杂合子丰富,这与在所有巢群中,期望杂合度He均低于观测杂合度Ho相一致。遗传分化系数F_(ST)的范围为0.405-0.483之间,平均值为0.450±0.014,大于0.15。基因流指数Nm为0.309±0.018,范围在0.267-0.368之间,数值小于1。这两者都说明不同巢群之间缺乏基因交流,从而导致了不同巢群之间遗传分化的产生。通过软件structure2.2的贝叶聚类方法的研究表明,陕西7个巢群具有相似的遗传结构,并且与四川白蚁巢群的遗传结构具有明显的差异。但在四川的15个巢群中,采自温江,都江堰,青城山的三个巢群却具有与陕西巢群相类似的遗传结构。(3)对黄胸散白蚁的巢群结构分析结果表明,陕西的7个巢群均属于扩展巢群,而四川的15个巢群中,简单巢群占据了12个,扩展巢群则仅有3个,没有发现巢群融合的现象。这可能是因为扩展巢群均采自自然环境下,受到人为的破坏较少,生境适宜白蚁的生存,从而允许巢群的扩大。而在四川的12个简单巢群,多采集自市区,一方面人类活动会影响白蚁的生存,另一方面城市结构多为坚硬水泥混凝土,也不利于白蚁巢群的扩大。(4)通过使用线粒体DNA COⅡ的标记,对陕西与四川的黄胸散白蚁进行测序分析,得到大小约为701bp的COⅡ基因片段。其中碱基A、T、C、G的含量分别为39.3%、24.4%、22.1%、14.2%。A+T含量63.7%显著高于G+C含量36.3%。符合昆虫线粒体具有明显AT偏好的特点。通过软件DNAsp5.0的使用,我们分析得到在陕西与四川两地的黄胸散白蚁巢群中,共有14个单倍型,编号H1至H14。(5)通过DNAsp5.0软件对陕西和四川两地的黄胸散白蚁巢群进行遗传多样性分析表明,巢群中的遗传变异较多。失配分布分析(Mismatch distributions)与中性检验的结果表明,实际观测曲线与预期的曲线相符,显示为多峰的分布趋势,Tajima'sD值等于0.3073,结果不显著(p0.1),说明黄胸散白蚁种群符合中性理论,群体近期没有经历扩张,处于平衡状态。通过分子变异(AMOVA)分析计算巢群的固定系数F_(ST)值,巢群的固定系数为0.89,说明巢群因为缺乏直接基因交流而导致出现一定水平的遗传分化。黄胸散白蚁不同地理巢群线粒体COⅡ基因的AMOVA结果显示,来自于种群间的遗传变异(89.34%)明显大于来自种群内的遗传变异(10.66%)。
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