麥長管蚜種群遺傳結構及遷飛和生殖特征的分子證據.pdf

1、麥長管蚜Sitobion(或Macrosiphum)miscanthi Takahashi是一種重要的麥類作物害蟲，不僅可以造成直接損失，還可以傳播小麥病毒病。統(tǒng)計表明該害蟲已從上世紀80年代以前的偶發(fā)性變成常發(fā)性危害，這與其自身的生物學特性以及環(huán)境因子的變更有關，其中生殖對策和遷飛特性較為重要。應用微衛(wèi)星遺傳標記，本文深入地研究了全國各大麥區(qū)麥長管蚜種群的空間和時間遺傳結構，并由此對其生殖對策和遷飛規(guī)律進行了推斷。 微衛(wèi)星是新

2、一代遺傳標記，已經成為群體遺傳學研究的重要工具。該技術對電泳分辨率要求很高，目前國內昆蟲學領域還沒有成熟的體系可以借鑒。經過摸索，本文建立一套基于“變性聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)-銀染”的蚜蟲微衛(wèi)星檢測程序，此方法的分辨率極高，可以分開只相差2bp的DNA片段，與常用的非變性PAGE相比，具有雜帶少、易區(qū)分雜合和純合狀態(tài)等特點。 對全國28個地理種群的遺傳分析顯示，基因型多樣性指數(e<'H>)在南北種群之間沒有顯明差異，根據有

3、關理論-‘蚜蟲在寒冷地區(qū)傾向于采用全周期對策，在溫和地區(qū)以不全周期對策為主，全周期群體的基因型多樣性遠遠高于不全周期群體’，推斷麥長管蚜在南北地區(qū)均采用的是相同的生殖對策。北部和黃淮種群表現出極高的雜合度(Ho，0.752-0.929)和雜合度過剩，可以認為這是長期孤雌生殖的結果，因為有研究表明克隆生殖生物的雜合度會一直增加。另外還表現出偏離哈溫平衡和高度的連鎖不平衡，這都和典型的不全周期型蚜蟲類群的遺傳特征相似。 北部冬麥區(qū)、

4、黃淮冬麥區(qū)以及西北春麥區(qū)種群之間基本沒有遺傳分化，這三個麥區(qū)涵蓋了我國北方大部分地區(qū)，東西跨度約1100 km，南北約700 km，根據遙遠種群間無顯著分化由大規(guī)模遷飛維持的理論，麥長管蚜在以上三個區(qū)域之間是高度遷飛的。長江中下游麥區(qū)和黃淮海麥區(qū)種群之間基本上都出現了顯著的遺傳分化(F<,ST>＞0.05，P＜0.005)，由此推斷麥長管蚜在長江中下游越冬并遷往北方麥區(qū)的可能性不大。西南種群和北方種群之間也出現了顯著分化(F<,ST>＞

5、0.05，P＜0.005)，推斷這兩個地區(qū)也不存在明顯的遷飛關系?！ッ鳌汀紕颉容^隔離，與其它種群之間都出現了極顯著分化(F<,ST>＞0.05 P＜<0.0001)。多位點基因型的地理分布可作為蚜蟲遷飛的又一指示，分析發(fā)現10個頻率最高的基因型廣泛分布，但是只局限在北方麥區(qū)內，這再一次說明麥長管蚜在北方廣大麥區(qū)高度遷飛，與長江中下游及西南麥區(qū)之間的遷飛可能性不大。 對北京地區(qū)季節(jié)種群的田間觀察和遺傳研究顯示：1)抗寒能力

6、很強，在隆冬(-10℃)還可以采到少量活蟲，但不能成功越冬，早春發(fā)現的第一批個體均為有翅成蚜；2)遺傳多樣性隨季節(jié)而減小，但是在早春突然增加，本文認為是選擇和遷飛相互作用的結果；3)與其它地理種群一樣，北京季節(jié)種群也表現出極高的雜合度和雜合度過剩，以及高度的連鎖不平衡；4)早春的有翅成蚜種群明顯分化于在它之前采集的2種群(F<,ST>＞0.05，P＜0.005)，證明早春種群應該是從外地遷入的，但與其它地理種群之間都出現了實質性的分化，