幾種重要豆象的遺傳分化及分子檢測技術(shù)研究.pdf

1、豆象科Bruchidae昆蟲主要取食豆類的種子,以幼蟲在豆粒內(nèi)鉆蛀為害,是一類具有重要經(jīng)濟意義的倉儲害蟲。目前在我國分布廣泛、危害性大的豆象科昆蟲主要有三種:豆象屬Bruchus的蠶豆象Bruchus rufimanus Behoman和豌豆象Bruchus pisorum(Linnaeus),以及瘤背豆象屬Callosobruchus的四紋豆象Callosobruchus maculatus(Fabricius),其中四紋豆象是我國進

2、境植物檢疫性有害生物之一。因此,開展該類害蟲的研究具有重要意義。
　　 本文對上述3種豆象科昆蟲不同地理種群線粒體DNA(mtDNA)的細(xì)胞色素C氧化酶亞基Ⅰ(COI)基因、細(xì)胞色素b脫輔基酶(Cytb)基因進行測序,并結(jié)合網(wǎng)上發(fā)布的該類昆蟲的有關(guān)COI和Cytb基因序列,對其不同地理種群和種間親緣關(guān)系進行探討;同時,根據(jù)已測mtDNA COI基因序列設(shè)計了兩套用于快速鑒定四紋豆象及其近緣種的特異性引物,并對該引物檢測的靈敏度和

3、穩(wěn)定性進行了研究,其主要結(jié)果如下:
　　 1、通過實驗,篩選出一種較穩(wěn)定,且能大規(guī)模在實驗室條件下提取豆象不同種類基因組DNA的方法,即CTAB法。經(jīng)過OD值的測定和擴增實驗,證明了該方法得到的DNA樣品完全可以滿足PCR引物擴增要求。通過對比酒精浸泡、陰干和烘干三種保藏方法豆象標(biāo)本的提取結(jié)果表明,該方法可以用于酒精浸泡和烘干保存標(biāo)本的基因組DNA的提取,且有較好的提取效果;但對陰干保藏標(biāo)本的提取效果差。
　　 2、豆象

4、科部分種類mtDNACytb(12種)和COI(13種)基因序列的分析表明,這兩種基因表現(xiàn)出強烈的A+T偏向,分別為69.8％和66.8％,第三位A或T的偏好更加明顯,均為85.0％。核苷酸的替代轉(zhuǎn)換明顯高于顛換,顛換的發(fā)生主要以A/T為主,大都發(fā)生在密碼子第三位。密碼子第3位點的高A+T含量與氨基酸的變異存在一定的相關(guān)性。密碼子以A,T結(jié)尾頻率高,第三位是G的密碼子使用較少,反映出Cytb和COI基因在密碼子的使用上具有偏向性。用兩種

5、建樹方法(距離法和最簡約法),基于COI和Cytb基因構(gòu)建的豆象科部分種類的系統(tǒng)樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致,同屬的種類分別聚在一起。
　　 3、從上述三種豆象不同地理種群mtDNA基因(COI、Cytb)的單倍型和分布格局來看,各地理種群中很少有獨享單倍型存在,說明種群間的遺傳分化程度較低;基于2個基因的地理種群間的基因流顯示,各種群間既存在著一定數(shù)量的基因交流,也存在一定程度的遺傳分化。豌豆象不同地理種群間的COI基因和Cytb基因

6、的遺傳分化研究表明,Cytb基因江蘇種群與甘肅種群間Nm值小于1,而COI基因Nm值大于1,可見豆象的Cytb基因進化速度比COI基因快。COI和Cytb基因都是研究蠶豆象、豌豆象和四紋豆象地理種群的遺傳分化的良好分子標(biāo)記。
　　 4、根據(jù)已測mtDNACOI基因序列設(shè)計了兩套用于快速鑒定豆象種類的特異性引物,一套用于從多種豆象中快速鑒定出四紋豆象,另一套用于鷹嘴豆象和四紋豆象兩個近緣種之間的分子鑒定,并用特異性內(nèi)切酶實驗作進一