学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

中国南方球孢白僵菌的遗传多样性和种群遗传结构研究

作　者: 胡晓磊
导　师: 李增智
学　校: 安徽农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 球孢白僵菌 ISSR 遗传多样性种群遗传结构
分类号: S476.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 31次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

球孢白僵菌作为一种重要的昆虫病原真菌，因其具有寄主范围广泛，便于批量化生产的显著特点，现已被广泛开发为微生物农药在害虫生物防治中得以广泛应用。因于此，针对我国南方球孢白僵菌的种群分化及遗传结构进行广泛而深入的研究探讨，从而达到更好的揭示球孢白僵菌的遗传规律和变异规律的目的，就显得尤为重要。这是因为这样一来，我们就能运用该虫生真菌的遗传规律用以指导害虫微生物控制乃至益虫资源的保护利用工作，能在丰富我国种质资源的同时，更好的维持好森林生态系统的稳定性及其延续性。本论文采用现今较成熟的ISSR（简单重复序列区间）分子标记技术对我国南方球孢白僵菌进行遗传多样性指标和种群的遗传结构研究，并与分子生态学理论有机的结合在一起，探讨按地理省份划分及按寄主来源划分的种群或亚种群间基因流强度、遗传分化系数等指标对球孢白僵菌种群遗传分化的影响。本论文所用菌株大部分取自安徽省微生物防治省重点实验室的RCEF虫生真菌资源库，少数菌株进行补点采集。本研究将采自中国南方9个省份17个采集地点并分离纯化得到的570株球孢白僵菌按地理省份来源划分成9个亚种群，与此同时，将其中可以按寄主来源鉴定到目的468株球孢白僵菌按寄主目的不同划分成10个亚种群，囊括9目昆虫和1目非昆虫纲的蜘蛛目。本研究获得以下结果：1.对于570株菌株筛选稳定性良好的8个白僵菌引物，进行遗传多态性指标分析，其结果表明：8个引物经过ISSR-PCR扩增共得到163个清晰的扩增位点，单个引物的扩增位点从17~26条不等，所有引物的多态位点百分率（PPL）很高，数值达到100%，而且可重复性较好，各引物的He和Is均较高：He从0.216～0.368，平均为0.293；Is从0.371～0.550，平均为0.464。说明ISSR分子标记是评估球孢白僵菌种群遗传多样性的有效方法。2.对于南方570株菌株的遗传多样性分析结果表明：我国南方球孢白僵菌大种群的多态位点百分率（PPL）为100%，其中两个遗传多样性指标分别为Nei基因多样性指数（He）为0.293，Shannon信息指数（Is）为0.464。亚种群相互之间水平的多样性指标差异较大，不同省份亚种群的PPL都比较高，其中最低的是浙江亚种群，其PPL的数值是69.33%，而最高的是安徽亚种群和湖南亚种群，其PPL指标为100%之间，He范围在0.172（浙江）～0.279（安徽）之间，Is范围在0.281（浙江）～0.449（安徽）之间，而在这两项指标当中，Is的敏感度更高；不同寄主目划分的亚种群的PPL范围在26.99%～100%之间，其中革翅目数值为最低，鞘翅、鳞翅、膜翅、同翅、双翅目的PPL指标都比较高，达到了100%，这一方面说明上述5目寄主亚种群的遗传多样性普遍较高，另一方面也不排除与某些寄主目样本数目少有关。He范围中革翅目最低，为0.135，而鳞翅目的最高，为0.297，Is范围在0.187（革翅目）～0.467（鳞翅目）之间，可见He和Is这两个指标的大小相关性比较明显。上述两项多样性指数均表明：我国南方地区球孢白僵菌的遗传多样性水平普遍偏高，种群的异质性较强。其中安徽亚种群的遗传多样性和种群异质性最高，浙江亚种群的遗传多样性和种群异质性最低；鳞翅目分离株的遗传多样性和种群异质性最高，革翅目分离株的遗传多样性和种群异质性最低。3.对于按照地理省份划分的9个亚种群间的遗传分化结果显示：9个不同省份亚种群的总基因多样度Ht平均为0.291，种群内基因多样度Hs平均为0.237，遗传分化系数Gst平均为0.187，基因流Nm平均为1.088；10个不同寄主目亚种群的Ht平均值为0.292， Hs平均值为0.258，Gst平均为0.118，Nm平均为1.866。在这个大种群内部存在着高水平的遗传分化，值得注意的是亚种群内的变异显著高于亚种群间的变异，这可能是由于亚种群间基因交流不畅引起的。分别利用Popgene1.32软件对9个省份亚种群及10个寄主目亚种群计算其两两之间的基因流和遗传分化系数，结果显示：广东与云南菌株间以及革翅目与蜘蛛目分离株间遗传分化系数最大，安徽与湖南亚种群间以及鞘翅目与膜翅目分离株间最小；各寄主目亚种群间遗传分化较小，除革翅目和蜘蛛目外，球孢白僵菌在不同目寄主间并无很强的专化性。4.对于按地理省份划分和按照寄主划分的亚种群两两间遗传一致度和遗传距离分析得出：分别利用Popgene1.32软件对9个省份亚种群和10个寄主目亚种群两两间的遗传一致度和遗传距离进行分析，省份结果表明：I从0.825（广东/云南）～0.982（安徽/湖南），D从0.018（安徽/湖南）～0.192（广东/云南），贵州、浙江、安徽、云南、江西、福建和湖南同多数亚种群间的I都较大；而广西、广东同所有亚种群间都较小；寄主结果表明：I在0.868（革翅目/蜘蛛目）～0.995（鞘翅目/膜翅目）之间，D在0.005（鞘翅目/膜翅目）～0.142（革翅目/蜘蛛目）之间。其中，广东与云南菌株间以及革翅目与蜘蛛目分离株间遗传距离最大，安徽与湖南亚种群间以及鞘翅目与膜翅目分离株间最小。按寄主目划分的亚种群间的平均遗传分化系数和平均遗传距离均低于按省份划分的亚种群的相关指标。5.用MEGA4.0软件UPGMA法生成的基于遗传距离的亚种群树状聚类图分析得出：将南方球孢白僵菌依地理省份、寄主目和安徽三采集点分别进行聚类分析，按省份划分的9个亚种群间的聚类图表明：一些相距较远的省份亚种群聚在一起，而个别相邻省份的亚种群并没有聚在一起，因此遗传谱系与地理距离之间无明显的相关关系；按寄主目划分的10个亚种群间的聚类图表明：10个不同寄主目的分离株的亚种群中，除革翅目的分离株各自成一支而远离外，其余各目的分离株大体聚成一支。这个系统树与这10个目在昆虫纲中的进化系统大相径庭。非昆虫纲的蜘蛛目的分离株比革翅目的分离株与其它8目昆虫的分离株的亲缘关系更近，因此遗传谱系与寄主来源之间也无明显的相关关系；在用FigTree软件基于安徽省南部白僵菌亚种群的412个菌株两两间的遗传距离生成的聚类图中，三个采集地各菌株间的关系显示为随机状态，并没有随采集地的不同而有任何聚集的趋势，从而用较小区域的由412个菌株构成的白僵菌大样本进一步表明，白僵菌遗传谱系与其地理来源无相关关系。6.利用DPS v7.05软件，对570个菌株做基于个体间不同遗传距离的UPGMA法聚类分析。按各菌株个体间遗传距离生成的聚类结果显示，种群结构除少数亚种群具有明显的地域化特征外，大部分亚种群的谱系分析仍是随机的。其中：①广东和广西的绝大多数菌株聚在一起形成华南系。②其它各省亚种群的支系随机地交错形成I和II两个混合系；这显然是因贵州、浙江、安徽、云南、江西、福建和湖南同多数亚种群间的遗传距离都较小造成的。③安徽各支系混杂于其它所有亚种群的各支系之中；而云南各支系混杂于混合系I以外的所有亚种群的各支系之中。综上所述，尽管我国南方球孢白僵菌的遗传分化表现出一定的地域化特征，但分化是选择压力的结果，主要是由各省不同采集地以及采集地内部不同微生境间的差异造成的。从而得出以下结论：球孢白僵菌的遗传谱系与地理距离和寄主变异不相关。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-12
1 文献综述  12-22
  1.1 昆虫病原真菌的研究概况及其应用  12-13
    1.1.1 昆虫病原真菌的概述  12
    1.1.2 昆虫病原真菌在我国的应用  12-13
  1.2 遗传多样性和种群遗传结构的概述及研究意义  13-15
    1.2.1 遗传多样性的概述  13-14
    1.2.2 遗传多样性和种群遗传结构的研究意义  14-15
  1.3 分子标记技术在白僵菌上的应用  15-21
    1.3.1 分子标记技术的分类  15-20
    1.3.2 分子标记技术的应用  20-21
  1.4 本课题的技术路线  21-22
2 引言  22-24
3 实验材料  24-26
  3.1 供试菌株及其来源  24-25
  3.2 培养基的制备  25
  3.3 主要仪器与设备  25
  3.4 主要药品与试剂的配制  25-26
4 实验方法  26-31
  4.1 采集菌种的分离  26
  4.2 菌种的显微形态鉴定  26
  4.3 制备菌丝体  26
  4.4 供试DNA的提取与纯化  26-27
  4.5 DNA浓度和质量的检测  27
  4.6 ISSR扩增反应引物的筛选  27
  4.7 ISSR-PCR反应条件及程序  27-28
  4.8 ISSR扩增产物的检测  28
  4.9 ISSR电泳图谱的统计与分析  28-30
  4.10 种群及亚种群间的遗传距离与聚类分析  30-31
5 结果与分析  31-45
  5.1 菌种的采集及分离  31
  5.2 供试菌株的DNA提取  31
  5.3 扩增引物的多态性分析  31-32
  5.4 种群的遗传多样性分析  32
  5.5 亚种群的遗传多样性分析  32-35
    5.5.1 不同省份亚种群的遗传多样性分析  32-33
    5.5.2 安徽省不同地区亚种群的遗传多样性分析  33
    5.5.3 不同寄主目亚种群的遗传多样性分析  33-34
    5.5.4 安徽省不同寄主目亚种群的遗传多样性分析  34-35
  5.6 亚种群间的遗传分化研究  35-36
    5.6.1 不同省份亚种群间的遗传分化研究  35-36
    5.6.2 不同寄主目亚种群间的遗传分化研究  36
  5.7 亚种群间的遗传一致度和遗传距离分析  36-37
    5.7.1 不同省份亚种群间的遗传一致度和遗传距离分析  36-37
    5.7.2 不同寄主目亚种群间的遗传一致度和遗传距离分析  37
  5.8 对不同省份亚种群之间针对遗传距离和地理距离相关性的分析  37-38
  5.9 亚种群间的聚类分析  38-39
    5.9.1 不同省份亚种群间的聚类分析  38
    5.9.2 不同寄主目亚种群间的聚类分析  38-39
  5.10 各省亚种群的聚类分析  39-42
  5.11 安徽省不同采集点亚种群的聚类分析  42
  5.12 菌株间个体聚类分析  42-45
6 讨论  45-47
7 结论  47-48
参考文献  48-53
致谢  53-54
作者简介  54

中国南方球孢白僵菌的遗传多样性和种群遗传结构研究

内容摘要

全文目录

相似论文