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松阿扁叶蜂COI基因序列遗传变异研究

金娜  
【摘要】:松阿扁叶蜂(Acantholyda Posticalis Matsumua)是取食松科植物的寡食性食叶害虫,其分布和扩散与寄主植物具有密切的联系。目前该种害虫在我国西北、东北和华北等地均有发生,近年来更是频繁暴发成灾,对于松树的生长造成严重的危害。 本研究以我国西北部分地区重要食叶害虫松阿扁叶蜂为研究对象,对陕西商州、洛南、楼观台、蓝田和河南灵宝5个不同地理种群的线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ的遗传多样性进行了研究。并运用DNA测序、生物信息学软件和生物统计学等方法对其种群内和种群间的线粒体COI遗传变异进行了分析和比较。在分子水平上探讨了松阿扁叶蜂种群的亲缘关系;深入了解了该种害虫不同地理种群内、种群间的遗传分化程度以及种群传播扩散的途径及机制;为研究松阿扁叶蜂种群的扩散传播途径、成灾规律、预测预报及大面积的综合治理提供种群遗传学信息。本研究主要得出以下结论: 1.松阿扁叶蜂5个不同地理种群线粒体DNA COI基因序列长度为746bp,包含变异位点14个,约占该序列全部核苷酸总数的1.8%;转换数为10,颠换数为4。简约信息位点11个,单独位点3个,无碱基的缺失和插入。序列中碱基T的含量为37.7%,C为15.1%,A为33.8%,G为13.4%,A+T平均含量为71.4%,G+C平均含量为28.6%,G+C含量明显低于A+T含量,这是昆虫线粒体基因组特征区别于核基因组的最具代表性的一个特点。 2.31种单倍型可明显地聚为两大分枝。系统树明显地体现出:秦岭北麓的两个种群陕西楼观台种群LGT和河南灵宝种群LB拥有的单倍型多数聚为一枝,而秦岭南麓种群陕西商州种群SZ、陕西蓝田种群LT和陕西洛南种群LN拥有的单倍型多数聚为另外一枝。由此可见,不同地理种群松阿扁叶蜂线粒体COI基因单倍型分布与其地理分布存在一致性。不同群体的个别个体在两个分支的族群中有交叉,这与不同群体的松阿扁叶蜂个体单倍型的共享有关。种群间共享单倍型的出现的原因有可能是由于不同地理群体的松阿扁叶蜂存在的一定程度基因交流。 3.松阿扁叶蜂5个地理种群内的遗传距离范围在0.0019~0.0051之间,其中遗传距离最小值为陕西洛南种群LN为0.0019,说明此种群内的遗传变异最小;遗传距离最大值为陕西楼观台种群LGT为0.0051,说明此种群内遗传分化最显著。种群间的遗传距离范围在0.0000~0.0015之间,最大值为0.0015存在于河南灵宝种群LB与陕西蓝田种群LT之间。从本研究结果所得出的种群间遗传距离可以看出,松阿扁叶蜂5个地理种群之间的遗传变异没有达到种上水平,仅属于种下地理种群的一级变异。 4.根据不同地里种群间的遗传距离构建的聚类图表明:秦岭北麓的两个种群陕西楼观台种群LGT和河南灵宝种群LB多数个体聚为一枝,而秦岭南麓种群陕西商州种群SZ、陕西蓝田种群LT和陕西洛南种群LN亲缘关系较近,由此可以看出,分布于秦岭南北两麓的种群之间遗传变异较大。但是从总体上看,5个地里种群个体在系统树中都有交叉,说明种群间的遗传变异较小。由此可得出松阿扁叶蜂这5个地理种群位置上较为相近的种群间基因交流相对频繁,是造成相近群体间的遗传分化减小的主要原因;而地理位置相距较远的种群由于地理隔离,如秦岭南北走向形成的地理隔离,造成的基因交流减少,在长期的进化过程中逐渐增大了群体间的遗传分化程度。


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