中國麥長管蚜的種群分化.pdf

1、麥長管蚜Sitobion avenae(Fabricius)是我國小麥上的重要害蟲之一，以刺吸式口器取食小麥汁液導(dǎo)致小麥產(chǎn)量和品質(zhì)降低；并可傳播大麥黃矮病(BYDV)，分泌蜜露遮蓋葉片影響光合作用，嚴重威脅著小麥生產(chǎn)。由于麥長管蚜分布范圍廣，生活史復(fù)雜，生存環(huán)境多樣且具有遷飛性，使得其種群分化情況比較復(fù)雜。為了更準確了解我國麥長管蚜的種群分化，本文從三個方面對其不同地理種群進行研究。首先利用室內(nèi)苗期接蟲法和田間成株期自然感蚜法，進行麥長

2、管蚜生物型分化的研究，探明麥長管蚜致害生物型及分布，為抗源選擇、抗性育種組合設(shè)計、抗性品種推廣和合理布局的提供依據(jù)；其次采用生物學(xué)方法，研究麥長管蚜傳播BYDV-PAV是否具有株系?；约拔覈滈L管蚜不同地理種群的對BYDV的傳播能力，為把握BYDV的流行規(guī)律提供依據(jù)；最后采用DNA測序的手段對不同地理種群的麥長管蚜進行線粒體DNA基因片段的測定和分析，以期從分子水平上探明不同地區(qū)麥長管蚜種群的遺傳變異，探索各地麥長管蚜種群在數(shù)量及空間

3、上的內(nèi)在聯(lián)系，為制定綜合防治策略提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 ㈠麥長管蚜生物型的分化：⑴采用室內(nèi)苗期接蟲法，鑒定12個小麥品種（系）對14個不同地理種群麥長管蚜室內(nèi)群體和個體的抗性。結(jié)果表明，對于同一個地理種群，小麥抗性品種（系）間的著蚜量存在顯著差異；同一小麥品種上的蚜量，在不同地理種群間差異較大。根據(jù)小麥品種（系）上蚜量比值的不同劃分其抗感性，發(fā)現(xiàn)中4無芒，KOK，晉麥31，北京837，銘賢169和紅芒紅對各地理種

4、群的群體和個體（克?。┑目垢行员憩F(xiàn)相同，而其他7小麥品種（系）（Amigo，豐產(chǎn)3號，中4無芒，JP1，L1,885479-2和小白冬麥）對不同地區(qū)的麥長管蚜群體或個體的抗感性存在差異。說明我國麥長管蚜產(chǎn)生了生物型分化，并形成多個生物型。以上述7個小麥品種系對麥長管蚜的抗感性反應(yīng)為依據(jù)，可以把麥長管蚜不同地理種群的群體和個體劃分為5個生物型，命名為EGA I，EGA II，EGA III，EGA IV和 EGA V。同一個地理種群的群體

5、和個體（克?。┑纳镄陀械南嗤?，有的不同。⑵12個小麥品種（系）對5個地區(qū)麥長管蚜田間種群的抗性鑒定，結(jié)果表明小麥品種（系）對不同地區(qū)麥長管蚜田間自然種群的抗性存在差異。對于部分種群，12個品種（系）在兩生育期的抗性趨勢一致，僅同一品種(系)的抗感性程度有差異，說明本文中建立的室內(nèi)苗期抗麥長管蚜評價體系是可靠的。
　　 ㈡麥長管蚜對大麥黃矮病傳毒能力的分析：⑴所用BYDV采自比利時，通過RT-PCR擴增BYDV-CP基因片段，經(jīng)

6、測序，得到序列信息準確的片段530bp。構(gòu)建本文中所用BYDV-PAV比利時株系與其他8個已知BYDV-PAV株系CP基因序列的NJ系統(tǒng)發(fā)育樹，發(fā)現(xiàn)本文中所用BYDV-PAV株系與瑞典株系（BYDV-PAV-Swedish）親緣關(guān)系最近，而BYDV-PAV中國株系（BYDV-PAV-CN）與其他株系親緣關(guān)系較遠。⑵利用薄膜飼毒法，以小麥 TOISON d'OR為檢測植物，對麥長管蚜14個地理種群的傳毒效率進行檢測，發(fā)現(xiàn)所測中國麥長管蚜種

7、群均可傳播BYDV-PAV比利時株系，其平均傳毒效率為42.06％，傳毒效率變化范圍是24.42％-66.67％，推測麥長管蚜對BYDV-PAV傳播不存在株系?；?。單因素方差分析顯示不同種群之間傳毒效率存在顯著差異(df=13，MS=0.02，F(xiàn)=9.81，P＜0.0001)。HSD檢測表明長江中下游各種群與云南紅河種群間的傳毒效率沒有差異；北方個種群與西北各種群間也沒有差異，而北方和西北各種群的傳毒效率比長江中下游種群的高。

8、　　 ㈢麥長管蚜種群遺傳多樣性研究：⑴為分析我國麥長管蚜不同地理種群的遺傳變異情況，對17個地理種群269頭麥長管蚜的線粒體細胞色素C氧化酶亞基I(mtDNA-COI)基因片段進行測序分析。588bp的mtDNA-COI基因片段共發(fā)現(xiàn)15個可變位點，其中包含11個T/C轉(zhuǎn)換位點，1個G/A轉(zhuǎn)換位點，1個A/C顛換位點，1個T/A顛換位點和1個轉(zhuǎn)換顛換位點。序列中A+T含量(76.6 ％)明顯高于C+G含量(23.4％)，與其他蚜蟲線粒

9、體基因組高AT，低GC的規(guī)律一致。⑵在麥長管蚜17個地理種群中，共觀測到mtDNA-COI基因片段的16種單倍型。單倍型多樣度與核苷酸多樣度在不同種群間存在差異，大部分北方種群的單倍型多樣度和核苷酸多樣度高于南方種群。單倍型間序列分歧度為0.2％–1.7％。單倍型的系統(tǒng)發(fā)育樹和網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖顯示單倍型沒有按地理分布形成特別明顯的族群，而且多數(shù)單倍型都是相互緊密聯(lián)系的。這表明各地理種群間的遺傳分化程度還是比較低的。⑶遺傳分化系數(shù)Fst與基因流

10、數(shù)值顯示除云南紅河，四川江油，新疆石河子和陜西寶雞種群外，其他多數(shù)種群間差異不顯著。麥長管蚜mtDNA-COI序列的遺傳差異AMOVA分析發(fā)現(xiàn)，在整個遺傳變異中，來源于群體間的差異占18.91％，來源于群體內(nèi)變異占81.09％，大部分變異來自種群內(nèi)部。⑷mtDNA-COI基因核酸錯配分布及中性檢驗，顯示核苷酸錯配分布表現(xiàn)為雙峰形式，Tajima's D與Fu's Fs中性檢驗均不顯著(p＞0.05)，說明我國麥長管蚜種群在過去沒有出現(xiàn)群