2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、茶翅蝽Halyomorpha halys(St(a)l,1855)為異翅亞目(Heteroptera)、蝽科(Pentatomidae)、蝽亞科(Pentatominae)的一個(gè)常見種。廣泛分布于我國、日本、韓國以及其他亞洲國家和地區(qū),其體型和體色在種內(nèi)變異較大,對一些重要的經(jīng)濟(jì)作物造成了嚴(yán)重的危害,因其入侵性強(qiáng),已引起了世界范圍的廣泛關(guān)注。本研究試圖通過分子數(shù)據(jù)進(jìn)行茶翅蝽譜系地理學(xué)的探討,并通過入侵地樣本的分析初步探討其入侵情況。

2、r>   本研究廣泛選取了中國地區(qū)茶翅蝽的30個(gè)地理種群,2個(gè)入侵地種群(美國紐約地區(qū)和瑞士蘇黎世地區(qū)),總計(jì)257個(gè)樣本,每個(gè)樣本單獨(dú)用于DNA的提取,通過PCR手段擴(kuò)增線粒體基因,得到長度為866bp的COI基因片段和長度為654bp的Cytb基因片段,加上下載自GenBank的相關(guān)序列(韓國),共計(jì)258條樣本的序列。將數(shù)據(jù)分為兩類,一類數(shù)據(jù)只包括中國地區(qū)的樣本,而另一類數(shù)據(jù)由中國地區(qū)樣本和入侵地樣本共同組成。對于中國地區(qū)樣本,

3、基于兩個(gè)不同的分子標(biāo)記單獨(dú)構(gòu)建其單倍型矩陣,并基于不同的算法分別單獨(dú)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(Bayesian、MP、ML、NJ),結(jié)果顯示,兩種分子標(biāo)記得到的系統(tǒng)發(fā)育樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常相似,都在整體上分為兩大支系,且兩個(gè)支系均具有較高的節(jié)點(diǎn)支持率,支系Ⅰ只包括臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)本;中國其他地區(qū)樣本共同構(gòu)成支系Ⅱ。兩大支系間不存在共享單倍型,且遺傳距離較大,暗示了兩大支系之間經(jīng)歷了較長期的獨(dú)立進(jìn)化歷史。對于另外一個(gè)數(shù)據(jù)集,即包括入侵地樣本和我國樣本的數(shù)據(jù)

4、集,得到的系統(tǒng)發(fā)育樹結(jié)果顯示,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與只用中國地區(qū)樣本所得到的系統(tǒng)發(fā)育樹并無差別,同樣是分為兩大支系,支系Ⅰ只包括臺(tái)灣地區(qū)標(biāo)本,國內(nèi)其他地區(qū)樣本與來自入侵地種群的樣本共同構(gòu)成支系Ⅱ,暗示了這兩個(gè)入侵地種群的入侵來源很可能是中國大陸及海南地區(qū),但由于本研究未能涵蓋茶翅蝽原產(chǎn)地的全部范圍,因此不能排除本研究中兩個(gè)入侵地種群是由其他原產(chǎn)地地區(qū)(例如韓國、日本等)入侵形成的,但至少可以說明比起中國臺(tái)灣地區(qū),中國大陸及海南地區(qū)作為兩個(gè)入侵地種

5、群的入侵來源地的可能性更大。
   譜系生物地理學(xué)的研究表明,30個(gè)地理種群的227個(gè)樣本基于COI基因得到102個(gè)單倍型,基于Cyt b基因得到80個(gè)單倍型,兩個(gè)分子標(biāo)記都顯示出較高的單倍型多樣性Hd:0.8939(COI),Hd:0.776(Cytb)和較低的核苷酸多樣性π:0.00474(COI),π:0.00462(Cytb)。這可能與茶翅蝽的進(jìn)化歷史相對較短或該種經(jīng)歷了近期從祖先種群的快速擴(kuò)張有關(guān)。AMOVA分析結(jié)果表

6、明,不論基于COI基因還是Cytb基因,遺傳分化都主要來自兩大支系之間,而兩大支系內(nèi)的種群間以及種群內(nèi)部都存在較為自由的基因交流。中性檢驗(yàn)中基于COI基因得到的結(jié)果Tajima's D為-2.21206(p<0.01),F(xiàn)u's Fs為-25.38024(p<0.001);基于Cyt b基因的結(jié)果為:Tajima's D為-2.26066(p<0.01),F(xiàn)u's Fs為-25.91844(p<0.001),結(jié)果顯示均為顯著地偏離中性進(jìn)

7、化,說明種群近期經(jīng)歷過快速的擴(kuò)張。歧點(diǎn)分布分析得到的結(jié)果顯示為平滑的單峰曲線,SSD和HRag的數(shù)值都小且不顯著,說明本研究所用數(shù)據(jù)沒有顯著偏離預(yù)期模型,即種群經(jīng)歷了快速擴(kuò)張,因此利用其得到的τ值2.64844(COI)、2.86523(Cyt b),并采用COI每百萬年0.6%-1%的變異速率,Cyt b每百萬年1.1-1.8%的變異速率進(jìn)行分歧時(shí)間和擴(kuò)張時(shí)間的估算。根據(jù)結(jié)果推算兩大支系的分歧時(shí)間大約在6.83到2.72百萬年前,可以

8、推測兩大支系的分歧早在臺(tái)灣島形成之初就已經(jīng)形成,而此后的多次陸橋連接未能使兩支系之間發(fā)生有效的基因交流。而估計(jì)大陸支系的擴(kuò)張時(shí)間12.74萬年到7.65萬年之間(COI)、9.96萬年到6.08萬年之間(Cyt b),此時(shí)大約處于第四紀(jì)冰期的MS5(海洋氧同位素階段-Marine OxygenIsotope Stage,MIS)時(shí)期,正是當(dāng)時(shí)溫暖濕潤的氣候條件使茶翅蝽的種群得以大規(guī)模擴(kuò)張。
   由于大陸海南地區(qū)內(nèi)部沒有明顯的譜

9、系地理結(jié)構(gòu),種群之間和種群內(nèi)部均存在很高的基因交流,推測其存在多個(gè)避難所,但不同的避難所之間仍存在較高水平的基因交流。由此本研究根據(jù)生態(tài)位模型(ecological niche modeling,ENM)對茶翅蝽冰期時(shí)期的分布進(jìn)行模擬,模擬結(jié)果與本研究的假設(shè)基本一致,即茶翅蝽在LGM(末次冰盛期-Last Glacial Maximum,LGM)冰期并沒有形成明顯的片段化分布,推測其基因交流也并沒有因?yàn)榉植加诓煌谋茈y所而受到阻隔,這可

10、能也是導(dǎo)致茶翅蝽支系Ⅱ內(nèi)部沒有明顯譜系地理結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要原因。
   對于入侵地兩個(gè)種群的研究表明,兩個(gè)種群的遺傳多樣性都很低,這很可能是由于種群經(jīng)歷了奠基者效應(yīng)或瓶頸效應(yīng)。而基于單倍型結(jié)果的分析,來自美國紐約地區(qū)的種群15個(gè)樣本都屬于同一個(gè)單倍型(COI、Cyt b),這說明此種群很可能來自一個(gè)入侵地或者由一次入侵事件而形成;而來自瑞士的SCZ種群的15個(gè)樣本屬于3個(gè)(COI)或2個(gè)(Cyt b)單倍型,說明該種群很可能來自不

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