綠豆象不同地理種群遺傳分化研究.pdf

1、綠豆象Callosobruchus chinensis(L)隸屬于鞘翅目Coleoptera豆象科Bruchidae瘤背豆象屬Callosbruchus，原產(chǎn)于東南亞，是世界上最為重要的儲(chǔ)藏物害蟲之一。綠豆象嚴(yán)重危害綠豆Vigna radiatus L、赤豆．Phaseolus angularis L、豇豆 Vigna unguiculata(L.)Walp、鷹嘴豆Cicerarietinum、兵豆Lens culinaris和豌豆Pi

2、sum sativum等多種豆類。被其為害的綠豆，一般十粒九空，不僅喪失種子發(fā)芽力，而且其食用品質(zhì)大為降低，并增加豆制品中的有害物質(zhì)，使豆類食品安全生產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅。綠豆象不同地理種群由于長(zhǎng)時(shí)間的地理阻隔、生態(tài)環(huán)境及寄主差異等因素的影響，往往會(huì)導(dǎo)致生物學(xué)、生理生化和遺傳物質(zhì)等方面發(fā)生改變，從而導(dǎo)致亞種甚至新物種的形成，造成更大的危害。本文較系統(tǒng)的研究了幾個(gè)綠豆象地理種群的生物學(xué)特性、體內(nèi)消化酶和能源物質(zhì)以及遺傳物質(zhì)的差異，探討了綠豆象的

3、種下遺傳分化情況，旨在為綠豆象的綜合治理提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1、兩種豆類對(duì)綠豆象四個(gè)地理種群發(fā)育和繁殖的影響 通過用綠豆和黃豆飼養(yǎng)采自四川西昌、重慶大足、遼寧沈陽(yáng)和河北保定的四個(gè)綠豆象地理種群，比較它們的發(fā)育和繁殖情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以黃豆為食的這4個(gè)種群的生長(zhǎng)發(fā)育存在顯著的差異。綠豆象西昌種群能在黃豆中很好的生存，與綠豆飼養(yǎng)的組合相比較，除發(fā)育歷期受影響外，其它各項(xiàng)生物學(xué)指標(biāo)均未受到影響，所以它能對(duì)黃豆生產(chǎn)構(gòu)成

4、嚴(yán)重威脅；大足種群在黃豆中發(fā)育歷期大大延長(zhǎng)，世代存活率和繁殖力也較綠豆飼養(yǎng)種群有所降低，但也能在黃豆中完成生活史；而保定和沈陽(yáng)種群在黃豆中生長(zhǎng)發(fā)育明顯受到抑制，未成熟期長(zhǎng)達(dá)40天之久，世代存活率不足8％，單頭產(chǎn)卵量15粒左右，新羽化成蟲體重2.5mg左右，這些指標(biāo)都顯著低于用綠豆飼養(yǎng)的相應(yīng)的地理種群。由此可見，保定和沈陽(yáng)種群綠豆象對(duì)黃豆不構(gòu)成威脅。 2、綠豆象西昌種群和沈陽(yáng)種群的雜交研究 通過對(duì)來自四川西昌和遼寧沈陽(yáng)的綠

5、豆象兩地理種群雜交試驗(yàn)，研究雜種1代(F1)和親本的產(chǎn)卵量、發(fā)育歷期、孵化率、豆內(nèi)存活率、成蟲體重和雄蟲觸角等生物學(xué)特性。結(jié)果表明：綠豆象西昌種群在黃豆中能正常發(fā)育繁殖，沈陽(yáng)種群幾乎不能在黃豆中存活，F(xiàn)1代適合度增強(qiáng)，可以在黃豆中完成生活史，并能對(duì)黃豆造成危害：兩地理種群雖然取食上有很大的差異，但它們的遺傳趨異程度并不高，不存在基因流動(dòng)受阻現(xiàn)象，在生殖上完全親和。 3、不同綠豆象地理種群體內(nèi)消化酶活性的比較研究 分別用

6、Folin-酚法和二硝基水楊酸法測(cè)定了綠豆象四個(gè)地理種群的蛋白酶、淀粉酶和蔗糖酶的活性。結(jié)果表明：在相同豆類飼養(yǎng)條件下綠豆象各地理種群間的3種消化酶比活力均無顯著性差異，而同一種群用兩種豆類飼養(yǎng)后，一些消化酶的比活力受到了顯著的影響。其中以黃豆飼養(yǎng)的大足種群蛋白酶活性顯著低于綠豆飼養(yǎng)種群，而淀粉酶和蔗糖酶活性卻高于綠豆飼養(yǎng)種群。黃豆飼養(yǎng)并沒有顯著影響西昌種群的蛋白酶活性，但是淀粉酶和蔗糖酶活性比綠豆飼養(yǎng)時(shí)顯著升高。 4、不同綠豆

7、象地理種群體內(nèi)能源物質(zhì)的比較研究 分別用乙酰丙酮顯色法、葸酮比色法和考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定了綠豆象四個(gè)地理種群體內(nèi)的甘油三酯、多糖和可溶性蛋白的含量。結(jié)果表明：相同豆類飼養(yǎng)的綠豆象各地理種群間除了甘油三酯含量有顯著差異外，多糖和可溶性蛋白含量差異不顯著。但在綠豆飼養(yǎng)條件下綠豆象幼蟲體內(nèi)3種能源物質(zhì)的含量均較黃豆飼養(yǎng)條件下高。大足種群綠豆飼養(yǎng)組合的甘油三酯和多糖含量分別是黃豆飼養(yǎng)組合的1.2和3.7倍，西昌種群綠豆飼養(yǎng)條件下的

8、可溶性蛋白含量是黃豆飼養(yǎng)條件下的2.1倍。 5、不同地理種群體綠豆象線粒體COI和12S rRNA基因序列分析 通過設(shè)計(jì)引物，PCR擴(kuò)增得到了綠豆象四川西昌、重慶大足、遼寧沈陽(yáng)、河北保定和山東青州5個(gè)地理種群的線粒體COI和12S rRNA的基因片段，其中COI基因片段長(zhǎng)度為522bp，12S rRNA基因片段長(zhǎng)度為352bp。通過比對(duì)發(fā)現(xiàn)綠豆象各地理種群間這兩個(gè)基因片段均未發(fā)生變異，說明這幾個(gè)綠豆象地理種群間的遺傳分化