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小菜蛾越冬生物学特性与种群亲缘关系研究

熊立钢  
【摘要】: 本文研究了小菜蛾不同虫态的过冷却点,蛹的低温抗寒能力和越冬能力,同时对我国10个地区(北京、上海、广东、湖南、浙江、黑龙江、甘肃、云南、海南、山东)小菜蛾种群进行mtDNA COI基因序列分析。主要研究结果如下: (1)小菜蛾的过冷却现象比较明显,蛹期过冷却点最低(-20.12℃),成虫次之(-16.56℃),幼虫期高(平均为-13.72℃),其中4龄幼虫过冷却点最高(-8.5℃)。表明在不同虫态中,蛹的抗低温能力最强,是最可能越冬的虫态。 (2)在- 10℃, - 5℃, 0℃和5℃条件下,小菜蛾蛹的LT50 ,LT90 ,LT99.9随着温度的降低而缩短;蛹死亡99.9%需要的时间分别为10.29d、21.68d、27.77d、41.39d,表明在冬季温度连续低于0℃时间超过28天的地区,小菜蛾就不能越冬。连续两年冬天的埋蛹试验结果,蛹在北京四个地点的越冬死亡率均为100%。且田间自然越冬试验中,开春收集的土样中未见存活的小菜蛾成虫。结合北京气象资料分析,初步确定小菜蛾在北京地区野外不能越冬。 (3)mtCOI基因扩增产物大小为266bp,该片断基因共检测60个样品的序列。通过比对,检测出各种群中变异位点为2~27个,其中简约信息位点为0~21个。A + T的平均含量为70.5%~71.7%。小菜蛾不同地理种群间COI基因的多态性位点(S)为34,单倍型多样性(Hd)为0.892,核苷酸多样性(π)为0.01832,平均核苷酸差异数(k)为4.872,种群间Tajima’s D为-1.90230(P 0.05),差异显著,推测本研究检测的小菜蛾不同地理种群mtDNA进化不遵循中性模型,可认为该序列进化不属于中性突变在自然群体中进行随机遗传漂变的结果。Fu’s检验Fs0,表明国内小菜蛾种群过去有种群扩张的历史。 (4)10个地理种群两两之间的遗传距离为0.008~0.095;北京种群与广东、湖南、云南、浙江种群之间的遗传距离均为0.008;北京种群与甘肃种群之间的遗传距离较远,为0.051;上海种群与北京、广东、云南、浙江种群之间的遗传距离最远,为0.095。对10个小菜蛾地理种群间的Fst值和平均成对差异进行分子方差分析的结果显示,小菜蛾北京种群与上海、广东、山东种群之间具有显著遗传分化,上海种群与除山东以外的8个种群之间均具有显著遗传分化。综合比较分析,北京小菜蛾种群与湖南、海南种群遗传差异最小,与上海种群遗传差异最大。 (5)在所分析的60个小菜蛾个体中共发现24个单倍型,占所有个体数的40%,共享单倍型共8种,有8个种群都拥有各自独享的单倍型,独享单倍型的存在表明这些地理种群之间已呈现出一定程度的遗传分化,但从单倍型构建的NJ分子系统树可见,各个地理种群之间的差异很小。 上述结果表明:1)小菜蛾在北京地区野外可能不能越冬,推测北京地区小菜蛾发生危害的春季虫源除大棚温室外,应属外地迁飞而来。2)北京地区小菜蛾和全国多个地区种群亲缘关系密切,基因交流频繁,迁飞虫源可能来自多个地区。


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