麥長(zhǎng)管蚜種群遺傳結(jié)構(gòu)及遷飛和生殖特征的分子證據(jù).pdf

1、麥長(zhǎng)管蚜Sitobion(或Macrosiphum)miscanthi Takahashi是一種重要的麥類作物害蟲(chóng)，不僅可以造成直接損失，還可以傳播小麥病毒病。統(tǒng)計(jì)表明該害蟲(chóng)已從上世紀(jì)80年代以前的偶發(fā)性變成常發(fā)性危害，這與其自身的生物學(xué)特性以及環(huán)境因子的變更有關(guān)，其中生殖對(duì)策和遷飛特性較為重要。應(yīng)用微衛(wèi)星遺傳標(biāo)記，本文深入地研究了全國(guó)各大麥區(qū)麥長(zhǎng)管蚜種群的空間和時(shí)間遺傳結(jié)構(gòu)，并由此對(duì)其生殖對(duì)策和遷飛規(guī)律進(jìn)行了推斷。 微衛(wèi)星是新

2、一代遺傳標(biāo)記，已經(jīng)成為群體遺傳學(xué)研究的重要工具。該技術(shù)對(duì)電泳分辨率要求很高，目前國(guó)內(nèi)昆蟲(chóng)學(xué)領(lǐng)域還沒(méi)有成熟的體系可以借鑒。經(jīng)過(guò)摸索，本文建立一套基于“變性聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)-銀染”的蚜蟲(chóng)微衛(wèi)星檢測(cè)程序，此方法的分辨率極高，可以分開(kāi)只相差2bp的DNA片段，與常用的非變性PAGE相比，具有雜帶少、易區(qū)分雜合和純合狀態(tài)等特點(diǎn)。 對(duì)全國(guó)28個(gè)地理種群的遺傳分析顯示，基因型多樣性指數(shù)(e<'H>)在南北種群之間沒(méi)有顯明差異，根據(jù)有

3、關(guān)理論-‘蚜蟲(chóng)在寒冷地區(qū)傾向于采用全周期對(duì)策，在溫和地區(qū)以不全周期對(duì)策為主，全周期群體的基因型多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不全周期群體’，推斷麥長(zhǎng)管蚜在南北地區(qū)均采用的是相同的生殖對(duì)策。北部和黃淮種群表現(xiàn)出極高的雜合度(Ho，0.752-0.929)和雜合度過(guò)剩，可以認(rèn)為這是長(zhǎng)期孤雌生殖的結(jié)果，因?yàn)橛醒芯勘砻骺寺∩成锏碾s合度會(huì)一直增加。另外還表現(xiàn)出偏離哈溫平衡和高度的連鎖不平衡，這都和典型的不全周期型蚜蟲(chóng)類群的遺傳特征相似。 北部冬麥區(qū)、

4、黃淮冬麥區(qū)以及西北春麥區(qū)種群之間基本沒(méi)有遺傳分化，這三個(gè)麥區(qū)涵蓋了我國(guó)北方大部分地區(qū)，東西跨度約1100 km，南北約700 km，根據(jù)遙遠(yuǎn)種群間無(wú)顯著分化由大規(guī)模遷飛維持的理論，麥長(zhǎng)管蚜在以上三個(gè)區(qū)域之間是高度遷飛的。長(zhǎng)江中下游麥區(qū)和黃淮海麥區(qū)種群之間基本上都出現(xiàn)了顯著的遺傳分化(F<,ST>＞0.05，P＜0.005)，由此推斷麥長(zhǎng)管蚜在長(zhǎng)江中下游越冬并遷往北方麥區(qū)的可能性不大。西南種群和北方種群之間也出現(xiàn)了顯著分化(F<,ST>＞

5、0.05，P＜0.005)，推斷這兩個(gè)地區(qū)也不存在明顯的遷飛關(guān)系。‘昆明’和‘都勻’比較隔離，與其它種群之間都出現(xiàn)了極顯著分化(F<,ST>＞0.05 P＜<0.0001)。多位點(diǎn)基因型的地理分布可作為蚜蟲(chóng)遷飛的又一指示，分析發(fā)現(xiàn)10個(gè)頻率最高的基因型廣泛分布，但是只局限在北方麥區(qū)內(nèi)，這再一次說(shuō)明麥長(zhǎng)管蚜在北方廣大麥區(qū)高度遷飛，與長(zhǎng)江中下游及西南麥區(qū)之間的遷飛可能性不大。 對(duì)北京地區(qū)季節(jié)種群的田間觀察和遺傳研究顯示：1)抗寒能力

6、很強(qiáng)，在隆冬(-10℃)還可以采到少量活蟲(chóng)，但不能成功越冬，早春發(fā)現(xiàn)的第一批個(gè)體均為有翅成蚜；2)遺傳多樣性隨季節(jié)而減小，但是在早春突然增加，本文認(rèn)為是選擇和遷飛相互作用的結(jié)果；3)與其它地理種群一樣，北京季節(jié)種群也表現(xiàn)出極高的雜合度和雜合度過(guò)剩，以及高度的連鎖不平衡；4)早春的有翅成蚜種群明顯分化于在它之前采集的2種群(F<,ST>＞0.05，P＜0.005)，證明早春種群應(yīng)該是從外地遷入的，但與其它地理種群之間都出現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性的分化，