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茶尺蠖地理种群对茶尺蠖核型多角体病毒的敏感性差异及遗传变异研究

席羽  
【摘要】:茶尺蠖(Ectropis obliqua Prout)是我国茶园的主要害虫之一,在各主产茶区广泛分布,尤其江浙皖地区发生量大、世代多,常造成茶园的大幅减产,经济损失严重。茶尺蠖核型多角体病毒(Ectropis obliqua Nucleopolyhedrovirus, EoNPV)是茶尺蠖的主要病原性天敌,对茶尺蠖具有较强的致病能力,具有专一性强、无毒、无污染等优点,目前已被开发为商品制剂得到大面积推广应用。近几年的田间调查研究中发现,我国不同茶区的茶尺蠖种群对EoNPV的敏感性存在差异,部分地区使用病毒后茶尺蠖幼虫的死亡率明显偏低。为了明确产生此现象的原因是否是由于不同地理种群的遗传分化造成的,我们进行了茶尺蠖不同地理种群对EoNPV的敏感性差异及种群遗传变异的研究,以明确茶尺蠖不同地理种群的遗传分化及系统发育关系,进而为茶尺蠖的科学防治提供理论基础。本研究以11个不同地理种群茶尺蠖为实验材料,在进行病毒敏感性室内生物测定的基础上,通过线粒体DNA COⅠ和COⅡ基因序列分析以及遗传杂交和回交试验,对具有不同敏感性差异的种群进行了系统发育和遗传变异的研究,从分子水平和遗传学角度探讨了茶尺蠖种群的遗传分化水平,分析推测与敏感性差异水平的内在联系。主要研究结果如下: (1)茶尺蠖11个地理种群对EoNPV的敏感性存在差异,LC50比值最大达724.5倍。室内生物测定结果显示,茶尺蠖11个地理种群中有8个种群存在不同程度的低敏感性,各种群间LC50差异最高达724.5倍,低敏感性种群的LT50普遍延长了5-6天。但茶尺蠖对病毒的敏感性差异与种群的地理分布并未呈现出较大的相关性,同一省内的两个种群(杭州和衢州)可能差异较大,而地理分布较远的两个种群(如扬州和武汉)则具有相似程度的敏感性。 (2)基于线粒体DNA COⅠ和COⅡ基因序列分析,茶尺蠖11个地理种群存在遗传分化。茶尺蠖种群的线粒体DNA COⅠ和COⅡ两基因序列中A+T的平均含量分别为70.5%和74.5%,具有A-T碱基偏好性;碱基替换绝大多数发生在密码子的第3位点,多为同义替换,且转换数明显高于颠换数;部分种群单倍型多态性及核苷酸多态性等较高。基于COⅠ和COⅡ基因序列检测出总共42种单倍型,利用NJ法和MP法构建的两种系统树,其拓扑结构基本一致,仅各分枝上的置信度有所不同。所有种群的茶尺蠖大致分为两大类群:在敏感性生测实验中表现较强敏感性的杭州、宜兴和十字铺3个种群个体的单倍型聚在一起,其余8个低敏感性的种群个体的单倍型聚为一类,两类群间序列差异最大达5%左右,具敏感性差异的种群间已有较大分化。 (3)对EoNPV的敏感性差异最大的两个茶尺蠖种群(杭州种群和衢州种群)间存在生殖隔离。遗传杂交及回交试验结果显示,杭州和衢州两个种群的杂交F1代相比于亲本表现出了较为明显的杂种衰弱,杂交处理的雌虫产卵量及卵的孵化率均大幅降低,幼虫历期明显缩短,蛹重减轻,能够正常羽化的成虫少,不能正常进行交配和后代繁殖,子代生活力下降,同时还出现雌雄性比失调现象;回交试验的结果表明杂交F1代不可育,自交和回交处理的雌虫产卵均不能正常孵化。因此推断杭州和衢州两个种群间已产生生殖隔离,在田间自然条件下不交配或交配产生不育杂交后代的可能性极大,两种群极有可能为不同种,而敏感性差异则可能是由种间差异造成的表型差异之一。


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