谷蠹不同地理種群對磷化氫抗性及其遺傳分化.pdf

1、谷蠹分布于世界各地，以熱帶和亞熱帶地區(qū)發(fā)生最重，幼蟲和成蟲均可在糧粒內(nèi)為害，是我國主要的儲糧害蟲之一。目前，控制儲糧害蟲為害的主要熏蒸劑為磷化氫。由于倉庫較差的密封性及多次重復無效熏蒸造成的選擇性壓力是造成儲糧害蟲對磷化氫產(chǎn)生抗性的重要原因。本研究主要針對中國儲糧區(qū)內(nèi)谷蠹不同地理種群對磷化氫的抗性進行了詳細的調(diào)查，并對不同抗性的谷蠹種群瞬時增長率(ri)進行了探討。利用AFLP及mtCOI基因進行了谷蠹種群的遺傳變異研究，并討論了谷蠹體

2、內(nèi)三種保護酶在磷化氫熏蒸前后的變化。具體研究結(jié)果如下：
　　 1.谷蠹不同地理種群對磷化氫的抗性
　　 采用FAO推薦的磷化氫抗性測定方法，測定了全國10個省及1個直轄市的16個谷蠹種群的抗性。試驗種群的致死中濃度LC50范圍為0.017 mg/L-4.272 mg/L，16個谷蠹種群均對磷化氫產(chǎn)生了不同程度的抗藥性，其中，低抗性種群5個，中等抗性6個，高抗性種群5個。對谷蠹不同地理種群的磷化氫抗性水平研究表明，谷蠹對磷

3、化氫的抗性在中國已經(jīng)成為一個嚴重的問題。對谷蠹不同抗性種群的瞬時增長率研究表明，較高抗性的種群具有較低的瞬時增長率。把16個種群按照抗性系數(shù)大小進行排序，采集自糧食加工企業(yè)的種群聚在最頂端，接著是來自國家糧食儲備庫的種群，后面就是來自地方糧庫的種群，采集自這三種糧庫類型的谷蠹種群的平均RF值分別為5.465，61.490和277.643，這個結(jié)果說明，谷蠹種群的抗性跟倉庫類型有關。
　　 2.谷蠹不同地理種群的遺傳變異AFLP分

4、析
　　 采用擴增片段長度多態(tài)性技術對這16個種群的110個個體進行種群遺傳變異分析，結(jié)果表明：采用4對選擇性擴增引物，在50-450 bp范圍內(nèi)共得到129個多態(tài)性位點，在種群水平上和種的水平上的多態(tài)性位點的百分率分別為43.95%和84.87%。Nei's遺傳多樣性指數(shù)(h)和Shannon's指數(shù)(I)與多態(tài)性比例具有一致性。這三個指數(shù)表明，谷蠹種群內(nèi)存在高的遺傳變異。
　　 分子變異分析(AMOVA)結(jié)果表明，1

5、6個谷蠹種群的遺傳結(jié)構(gòu)存在顯著性差異(P<0.0005)。在整個變異中，17.62%的變異發(fā)生在谷蠹種群間，82.38%的變異發(fā)生在種群內(nèi)部的個體之間。這個結(jié)果說明谷蠹的遺傳變異主要發(fā)生在種群內(nèi)部，而不是種群之間。整個谷蠹種群的φST值為0.176，基因流(Nm)為1.170?；蛄鞔笥?表明在谷蠹種群之間還是有一定的基因交流，這在一定程度上防止了由于遺傳漂變引起的種群間的遺傳分化。
　　 UPGMA聚類分析表明，谷蠹種群的遺傳

6、變異與種群的地理位置不相關。Mantel檢測同樣證明，谷蠹兩兩之間的Nei's遺傳距離和地理距離(Lg值)之間沒有顯著的相關性(r=0.1054，P=0.8034>0.05)，這也表明IBD(isolation by distance)并不能用于描述谷蠹種群的遺傳變異與地理距離之間的關系。對谷蠹種群分布的倉庫類型及儲糧生態(tài)區(qū)對種群的遺傳變異分析結(jié)果表明，倉庫類型及儲糧生態(tài)區(qū)并不是影響種群變異的顯著因子。
　　 3.谷蠹mtDNA

7、-COI基因序列及種群遺傳變異分析
　　 對15個種群的100個個體進行mtCOI部分序列分析，得到691bp長度的片段，三個位點的密碼子中，A+T的含量平均值為63.2%，在三個密碼子中的含量分別是85.2%，53.3%和57.0%。這種A+T含量的偏向在第一位點較第二和第三位點強。序列中A，T，C，G的含量分別為33.2%，32%，18.7%，16.2%。691bp長度的堿基中，共發(fā)現(xiàn)26個多態(tài)位點，定義了25種單倍型，其中

8、種群間共享單倍型有7個。15個谷蠹種群之間存在一定的基因流(Nm=1.35)，但是使用AMOVA分析種群的遺傳結(jié)構(gòu)表明，谷蠹種群的變異主要發(fā)生在種群內(nèi)部的個體間。
　　 4.磷化氫對不同地理種群谷蠹成蟲體內(nèi)三種保護酶的影響
　　 對不同地理種群谷蠹成蟲體內(nèi)過氧化氫酶(CAT)，超氧化物歧化酶(SOD)，過氧化物酶(POD)的活性研究表明：熏蒸前，不同地理種群的谷蠹成蟲體內(nèi)三種保護酶的活性不同；使用磷化氫進行熏蒸處理后，不