針葉小爪螨種內(nèi)分化研究.pdf

1、針葉小爪螨Oligonychus ununguis(Jacobi）是我國(guó)南方用材樹種杉木和北方經(jīng)濟(jì)林樹種板栗上的重要害螨。據(jù)已有資料記載，該螨的寄主包括松科、柏科、杉科等針葉樹和殼斗科等闊葉樹，但前期研究工作發(fā)現(xiàn)：針葉小爪螨的南方杉木種群不能在板栗、麻櫟等闊葉樹上存活，板栗種群也不能在杉木、黑松、赤松等針葉樹上存活，兩種群間存在部分生殖隔離。針葉小爪螨的板栗與杉木種群是因?yàn)殚L(zhǎng)期的寄主隔離或/和地理隔離形成了不同的生物型？亞種？還是分化成

2、了不同的種? 其他種群的分化情況如何？為明確這些問題，本文詳細(xì)觀察了針葉小爪螨山東板栗種群和浙江杉木種群的外部形態(tài)特征，并比較分析了兩個(gè)種群的 COI和 ITS2序列以及酯酶同工酶酶譜，同時(shí)進(jìn)一步完善了兩個(gè)種群間的雜交試驗(yàn)。另外，也從分子水平和生化水平比較了針葉小爪螨其他一些種群的遺傳差異，并分析了影響因素。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察了針葉小爪螨山東板栗種群和浙江杉木種群的外部形態(tài)特征。在光學(xué)顯微鏡

3、下，可以看到二者足節(jié)毛序的差異：山東板栗種群雌螨足Ⅰ跗節(jié)雙毛近基側(cè)有3根觸毛和1根感毛（3+1），而浙江杉木種群為非“3+1”類型（“4+1”、“5+1”）；山東板栗種群雄螨足Ⅱ跗節(jié)雙毛近基側(cè)有3根觸毛、1根感毛和3根觸毛、無(wú)感毛兩種類型，浙江杉木種群有4根觸毛、1根感毛和3根觸毛、2根感毛兩種類型。在掃描電鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)二者雄螨陽(yáng)具形狀、須肢跗節(jié)端感器形狀、雌螨生殖蓋及生殖蓋前區(qū)表皮紋、雌雄螨足Ⅰ跗節(jié)爪間突形狀上的差異。兩個(gè)種群的

4、雄螨陽(yáng)具末端與柄部均呈直角彎向腹面，山東板栗種群的鉤部細(xì)長(zhǎng)，從彎曲部位到端部逐漸變細(xì)，端部微翹；浙江杉木種群的鉤部較短，呈指狀，從彎曲部位到端部驟然變細(xì)。兩個(gè)種群雌螨的生殖蓋表皮紋均為橫向，生殖蓋前區(qū)表皮紋均為縱向，但山東板栗種群的表皮紋紋理粗，而浙江杉木種群的細(xì)。山東板栗種群雄螨須肢跗節(jié)端感器為短錐形，浙江杉木種群為圓柱狀。山東板栗種群雌雄螨足Ⅰ跗節(jié)爪狀爪間突呈弧形彎曲，基部粗壯，端部尖利；浙江杉木種群雌雄螨足Ⅰ跗節(jié)爪狀爪間突細(xì)長(zhǎng)，有

5、一個(gè)明顯的鉤部。
　　 2.采用非變性垂直板型聚丙烯酰胺凝膠電泳法測(cè)定了針葉小爪螨不同種群（山東板栗、麻櫟、栓皮櫟、槲樹種群；河南栓皮櫟種群；浙江杉木種群；吉林云杉種群）的酯酶同工酶。結(jié)果表明，所有闊葉樹種群的酶譜特征完全一致，均具有3條遷移率相同的酶帶，浙江杉木種群有3條酶帶，其中2條與闊葉樹種群共有，吉林云杉種群有2條酶帶，其中1條與闊葉樹種群共有，而與杉木種群無(wú)共有酶帶。闊葉樹種群與杉木種群酯酶同工酶酶譜的相似系數(shù)為0.6

6、67，與云杉種群的相似系數(shù)為0.4，杉木與云杉種群的相似系數(shù)為0。
　　 3.采用PCR 產(chǎn)物直接測(cè)序法獲得針葉小爪螨不同種群的COI 部分片段序列和ITS2完整序列。不同種群間COI序列差異及遺傳距離變化較大：闊葉樹種群間序列差異及遺傳距離較小，分別為0-1.7％和0-0.015；浙江杉木種群與吉林云杉種群間以及這2個(gè)針葉樹種群與闊葉樹種群間的序列差異和遺傳距離較大，其中杉木種群與云杉種群間的序列差異為8.9％-9.2％，遺傳

7、距離為0.096，杉木種群與闊葉樹種群間的序列差異為10.3％-10.8％，遺傳距離為0.111-0.113，云杉種群與闊葉樹種群間的序列差異為8.9％-9.5％，遺傳距離為0.095-0.099，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各種群的種群內(nèi)差異（0-0.3％）及闊葉樹種群間的差異。不同種群的ITS2序列長(zhǎng)度有差異，闊葉樹種群、杉木種群、云杉種群的長(zhǎng)度分別為469 bp、513 bp和495bp。闊葉樹種群間ITS2序列差異及遺傳距離很小，分別為0-0.5

8、％和0-0.003；杉木種群與云杉種群間的序列差異（14.1％-15.2％）和遺傳距離（0.06）以及這2個(gè)針葉樹種群與闊葉樹種群間的序列差異（16.1％-17％；14.6％-14.8％）和遺傳距離（0.06-0.070；0.076-0.078）均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各種群的種群內(nèi)差異（0-0.3％）及闊葉樹種群間的序列差異和遺傳距離。在基于COI和ITS2序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹上，所有闊葉樹種群以100％的置信度聚為一支，而杉木種群和云杉種群另處于

9、2個(gè)不同的分支上。在基于COI序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹上，所有的闊葉樹種群又較明顯地分為3個(gè)分支,3個(gè)分支間的遺傳距離明顯大于分支內(nèi)遺傳距離，處于3個(gè)分支上的種群間無(wú)共享單倍型，分析表明，地理隔離、農(nóng)藥脅迫可能是針葉小爪螨闊葉樹種群間分化的重要影響因素，而COI的差異與寄主植物沒有相關(guān)性。
　　 4.針葉小爪螨山東板栗種群與浙江杉木種群間雜交的所有雌螨都能夠產(chǎn)卵，卵的平均孵化率高于98％，但后代全部為雄性，說(shuō)明兩種群間存在完全的生殖