桔小實(shí)蠅不同地理種群的耐寒性差異及遺傳分化研究.pdf

1、桔小實(shí)蠅Bactroceradorsalis(Hendel)是果蔬種植業(yè)上能造成毀滅后果的一種檢疫害蟲。該蟲繁殖能力強(qiáng)，發(fā)育周期短，且世代重疊嚴(yán)重，氣候適宜時(shí)能常年為害，曾經(jīng)在我國南部的部分地區(qū)造成果蔬絕收。一般認(rèn)為該蟲適宜在南方發(fā)生，但是近年來，桔小實(shí)蠅的分布不斷向高緯度推進(jìn)，甚至逼近了一些被認(rèn)為是非適生的地區(qū)如江蘇省無錫市。因此，研究該蟲在極端溫度下，尤其是低溫條件下的適應(yīng)能力和機(jī)制，以及高緯度入侵地理種群是否存在種群分化，顯得越發(fā)

2、重要。因此本文采集了中國南北地理距離較大的桔小實(shí)蠅種群進(jìn)行了低溫適應(yīng)能力及相關(guān)機(jī)制的研究，選用不同相關(guān)基因進(jìn)行了遺傳分化分析?，F(xiàn)將具體研究結(jié)果總結(jié)如下:
　　1桔小實(shí)蠅不同地理種群的抗寒性及低溫脅迫下的耐寒性物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化
　　本研究比較測定了無錫、廣州、廈門地區(qū)3個(gè)桔小實(shí)蠅地理種群的抗寒性，以及幼蟲、蛹和成蟲低溫脅迫處理前后的含水量、總糖含量、甘油含量和總氨基酸含量。結(jié)果表明:無錫種群的抗寒性顯著強(qiáng)于廣州和廈門種群，廈門種

3、群略強(qiáng)于廣州種群，但沒有顯著差異。低溫脅迫后，三個(gè)地理種群的不同蟲態(tài)的蟲體內(nèi)，甘油和總氨基酸含量都顯著提高，總糖量和水含量均顯著降低。其中廣州和廈門種群的變化幅度較小，且各種測定物質(zhì)的變化幅度在兩種群之間沒有顯著性差異。但無錫種群各種測定物質(zhì)的變化幅度較大，顯著大于廣州和廈門種群，尤其是蛹期(5.93％、0.046％、-1.60％和-1.77％)，變化幅度最大，與廣州（4.86％、0.024％、-1.24％和-1.61％）和廈門種群（4

4、.95％、0.025％、-1.26％和-1.62％）的變化幅度差異達(dá)到極顯著水平。由此表明桔小實(shí)蠅應(yīng)對(duì)低溫傷害的生理適應(yīng)包括總糖的轉(zhuǎn)化，甘油的積累，氨基酸的積累和水份的排除，無錫種群對(duì)這些物質(zhì)的調(diào)節(jié)能力顯著強(qiáng)于廣州和廈門種群，尤其是其越冬蟲態(tài)蛹期，這也說明無錫種群的耐寒能力與其體內(nèi)的代謝調(diào)控能力變異密切相關(guān)。
　　2桔小實(shí)蠅不同地理種群低溫脅迫下保護(hù)酶系的活性反應(yīng)
　　本研究比較了廣州、廈門、無錫3地不同蟲態(tài)桔小實(shí)蠅體內(nèi)超氧

5、化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和乙醇脫氫酶(ADH)的活性及其低溫脅迫后的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)桔小實(shí)蠅幼蟲體內(nèi)4種酶的活力均顯著低于成蟲和蛹。常溫飼養(yǎng)條件下，無錫種群各蟲態(tài)體內(nèi)的4種酶活力均顯著低于廣州和廈門種群，廈門種群的酶活力雖然也低于廣州種群，但統(tǒng)計(jì)差異不顯著。低溫脅迫后，桔小實(shí)蠅各蟲態(tài)體內(nèi)的SOD、CAT和POD活力均顯著升高，而ADH活力均顯著下降。無錫種群各蟲態(tài)SOD、CAT和POD活力升高的幅度

6、均大于廣州和廈門種群，ADH活力下降的幅度則顯著小于廣州和廈門種群。此外，低溫脅迫后，無錫種群以蛹的酶活力升幅最大，而廣州和廈門種群則是成蟲的升幅最大。以CAT和ADH為代表，利用半定量分析不同地理種群的保護(hù)酶基因的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫后無錫種群桔小實(shí)蠅保護(hù)性酶基因的表達(dá)量均顯著高于低緯度種群。綜合現(xiàn)有研究成果討論認(rèn)為，無錫桔小實(shí)蠅已經(jīng)產(chǎn)生低溫適應(yīng)性變異，對(duì)該種群的深入研究，有利于更準(zhǔn)確地預(yù)測桔小實(shí)蠅的未來分布，為綜合治理提供理論依據(jù)。

7、
　　3基于醇脫氫酶基因基因序列的桔小實(shí)蠅不同地理種群的遺傳關(guān)系分析
　　本研究克隆了昆明、廣州、長沙、福州、無錫5個(gè)地理種群共50頭桔小實(shí)蠅的醇脫氫酶（Adh）基因全長序列，運(yùn)用軟件MEGA3.1分析不同種群個(gè)體的聚類狀況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5個(gè)地理種群間的變異較小，F(xiàn)st值為-0.004～0.2199。其中昆明種群與其他4個(gè)種群都有顯著差異，而無錫種群除了與昆明具有顯著差異外，和廣州種群也有顯著性差異，只是與地理位置較近的長沙和福

8、州種群之間無顯著性差異。福州、廣州和長沙3個(gè)相鄰地區(qū)種群之間差異不顯著。利用Adh基因全長序列對(duì)不同種群的所有測試個(gè)體聚類分析發(fā)現(xiàn)，昆明和廣州地理種群的個(gè)體在系統(tǒng)樹中的分布廣泛，除遠(yuǎn)端外均有分布。福州和長沙種群與昆明和廣州種群有較多的重疊，但已有一些個(gè)體向遠(yuǎn)端移動(dòng)。而無錫種群除少數(shù)個(gè)體外，大都分布在遠(yuǎn)端的一個(gè)分枝中。分析認(rèn)為南方種群擁有廣泛的各種變異個(gè)體，昆明和廣州種群積累了較多的變異，但因地理隔離而形成一定的差異。由廣州向北，福州和長