農(nóng)藥脅迫下狼蛛優(yōu)勢種群的遺傳多樣性及其適應(yīng)性機(jī)理.pdf

1、本文在國家自然科學(xué)基金項目(№.30370208)資助下，采用分子標(biāo)記技術(shù)從DNA角度研究了我國長江以南稻區(qū)優(yōu)勢種類擬環(huán)紋豹蛛Pardosa pseudoannulata種群的遺傳多樣性，揭示了擬環(huán)紋豹蛛種群間存在的遺傳分化程度。在蜘蛛學(xué)領(lǐng)域中首次采用AFLP標(biāo)記探討了長期農(nóng)藥脅迫對狼蛛優(yōu)勢種群遺傳多樣性的影響及其對環(huán)境脅迫的適應(yīng)性機(jī)理，為農(nóng)田保蛛控蟲、減少農(nóng)藥用量、恢復(fù)被污染的環(huán)境，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下：

2、 (1)建立及優(yōu)化了適合蜘蛛種群遺傳學(xué)研究的AFLP體系本文首次將AFLP技術(shù)移植于蜘蛛種群遺傳學(xué)領(lǐng)域。研究結(jié)果表明AFLP是分析狼蛛優(yōu)勢種群遺傳多樣性的有效分子標(biāo)記方法，所篩選的8對引物組合能擴(kuò)增多態(tài)性高、重復(fù)性好的條帶。并在前人工作的基礎(chǔ)上，建立了“一步式酶切連接法”并對選擇性擴(kuò)增后的檢測方法進(jìn)行了改進(jìn)。 在制備模板DNA的過程中，將酶切、連接兩個步驟合成一步完成，使試驗程序簡化，便于操作。該“一步式酶切連接法”大大降低

3、了酶切片斷自連接的幾率，提高工效1倍以上，優(yōu)化了AFLP操作體系。 用熒光標(biāo)記技術(shù)代替銀染法檢測的效果更為理想。熒光法雖然在成本上略高于銀染法，但是熒光標(biāo)記技術(shù)由于其高度智能化的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)收集、處理上采用Genescan軟件分析，減少了銀染法中人工讀帶的誤差，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，并提高了工作效率。經(jīng)優(yōu)化的AFLP體系是適合蜘蛛種群遺傳學(xué)研究的理想標(biāo)記技術(shù)。 (2)分析了擬環(huán)紋豹蛛種群遺傳多樣性及其影響的關(guān)鍵因子在查明我國擬

4、環(huán)紋豹蛛分布區(qū)域的基礎(chǔ)上，優(yōu)選其中6個代表性地理種群，應(yīng)用8對引物組合擴(kuò)增出1038個AFLP條帶，其中多態(tài)性條帶占86.66％，全部個體顯示了各自獨(dú)特的AFLP圖譜。經(jīng)Shannon多樣性指數(shù)、Nei`s基因多樣性指數(shù)等遺傳多樣性分析結(jié)果表明：擬環(huán)紋豹蛛無論在物種水平(P=86.62％，H=0.2622，I=0.3101)，還是種群水平(P=73.0％，H=0.2155，I=0.2554)都表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，顯示出一定的遺傳分化

5、：我國華南北部(湖南、湖北、江西等)地區(qū)擬環(huán)紋豹蛛遺傳多樣性高于華南南部(云南、海南等)種群，其中湖南長沙雷鋒鎮(zhèn)種群內(nèi)遺傳變異最大，云南高黎貢山福貢種群內(nèi)遺傳變異最小。據(jù)種群變異來源分析，有35.77％的變異來自種群間，64.23％的遺傳變異來源于種群內(nèi)(N<,m>=0.898)。系統(tǒng)地理學(xué)分析結(jié)果表明：不同地理種群的擬環(huán)紋豹蛛遺傳多樣性與年均溫和海拔呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.7292，-0.5188；P<0.05)，即各種群的多態(tài)位點(diǎn)百

6、分率、Shannon指數(shù)、Nei基因多樣性指數(shù)隨年均溫和海拔的升高而降低。經(jīng)聚類分析發(fā)現(xiàn)，處于高海拔(1780m)的云南福貢種群已經(jīng)和其他種群產(chǎn)生了明顯分化。但地理種群間遺傳距離和地理距離之間相關(guān)性不明顯(r=0.07104，P>0.1)，說明地理隔離并未對種群基因分化有明顯作用。由此可見，生境異質(zhì)性是導(dǎo)致擬環(huán)紋豹蛛種群遺傳分化的重要因素。 綜上所述，擬環(huán)紋豹蛛種群遺傳多樣性分化的原因既有環(huán)境脅迫的強(qiáng)烈外因，也有遺傳響應(yīng)的潛在內(nèi)

7、因。 (3)分析了擬環(huán)紋豹蛛對長期農(nóng)藥脅迫的遺傳響應(yīng)機(jī)制在長沙地區(qū)內(nèi)選擇近20年未施農(nóng)藥的天頂鄉(xiāng)種群(TD)和長期施甲胺磷為主的雷鋒鎮(zhèn)種群(LF)為材料，進(jìn)一步做AFLP擴(kuò)增位點(diǎn)檢測，發(fā)現(xiàn)①兩個種群的擴(kuò)增位點(diǎn)數(shù)在不同的基因頻率區(qū)間的分布有明顯差異。TD種群主要以低頻率位點(diǎn)為主，而LF種群則主要以高頻率位點(diǎn)居多。在O位點(diǎn)區(qū)間上，TD種群的位點(diǎn)數(shù)顯著高于LF種群。而在高頻率段則以LF種群為絕對優(yōu)勢。結(jié)果表明，兩種群的遺傳結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生

8、明顯變化，LF種群擴(kuò)增位點(diǎn)隨頻率增高而逐漸增多；與此相反，‘TD種群則逐漸減少。②標(biāo)志位點(diǎn)：在引物組合E-AAG/M-CTG、E-ACA/M-CAG擴(kuò)增圖譜中，LF種群在12個位點(diǎn)上為全顯型，而這12個位點(diǎn)在TD種群中則顯示為全隱性。這些位點(diǎn)可視為LF種群對長期農(nóng)藥脅迫的適應(yīng)性位點(diǎn)。③LF種群(P=-64.29％，H=0.2692)中的多態(tài)位點(diǎn)比例和各遺傳多樣性指數(shù)均高于TD種群(P=-50.51％，H=0.1821)，說明LF種群已經(jīng)