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寄主植物对柑橘全爪螨种群遗传分化的影响—基于ITS1和cox1序列的研究

作　者: 王保军
导　师: 王进军
学　校: 西南大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 柑橘全爪螨 ITS1 遗传分化线粒体cox1 遗传多样性系统发育
分类号: S436.66
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

柑橘全爪螨Panonychus citri （McGregor）是一种世界性害螨,广泛分布于中国、日本、美国等国家。其寄主范围广,可危害果树、绿化植被和蔬菜等重要园林和经济作物,其中柑橘类芸香科植物是其主要寄主。由于具有扩张迅速、世代周期短、繁殖力强等特点,柑橘全爪螨极易在新的环境下定殖,形成新的种群,导致柑橘的减产和品质下降,严重危害柑橘产业的可持续发展。本学位论文采用DNA序列分析法,分别对采自重庆地区8种不同寄主植物上的柑橘全爪螨核糖体ITS1序列和线粒体coxl序列序列进行比较,分析了寄主植物对柑橘全爪螨遗传分化的影响。研究目的旨在掌握柑橘全爪螨在寄主植物上的遗传分化情况及扩散分布机制,探讨寄主植物在柑橘全爪螨遗传分化和种群间基因交流中的作用。研究工作获得了国家公益性行业（农业）科研专项经费（Nyhyzx07-057）、重庆市自然科学基金（CSTC,2009BA1042）等项目的资助,经过近2年的研究,获得的主要研究结果如下：1试验材料的采集为减少地理因素的影响,样本主要采自在重庆范围内有代表性的寄主植物,共收集了取食芸香科柑橘属（沙田柚种群STY、红橘种群RC、尤力克柠檬种群YLKNM、温州蜜柑种群WZMG、摩洛哥酸橙种群MLGSC）、枳属（枳壳种群ZK）和花椒属（花椒种群HJ）以及木犀科木犀属（桂花种群GH）等8个柑橘全爪螨种群,采集生境集中于北碚和江津两个区县的果园和绿化带。螨源样品采集后储藏于-80℃冰箱或95%酒精中备用。2基于ITS1序列的柑橘全爪螨不同寄主种群的遗传多样性比较研究借鉴其他昆虫或蜱螨的ITS序列测定方法,每个种群随机抽取10个以上个体,测序获得了所有柑橘全爪螨种群的ITS1序列。结果表明,8个供试柑橘全爪螨种群的ITS1序列长度为498-501 bp。100个个体共检测到了86个变异位点,发现59种单倍型。其中,单倍型H50是芸香科寄主种群（YXK）与桂花种群（GH）柑橘全爪螨的共享单倍型,说明8个种群柑橘全爪螨早期有共同的母系来源,且柑橘全爪螨芸香科种群间遗传关系最近。柑橘全爪螨不同种群的核苷酸多样度有一定的差异,柑橘全爪螨芸香科寄主种群（ZK、HJ、YLKNM、WZMG、RC、MLGSC和STY）的核苷酸多样度和单倍型多样度相对最高,而桂花种群的核苷酸多样度和单倍型多样度要小于其他7个种群,说明柑橘全爪螨芸香科寄主种群的遗传多样性最为丰富,而桂花种群的遗传多样性最为匮乏,芸香科种群的进化速率要高于木犀科种群。柑橘全爪螨8个种群间的遗传距离为0.005-0.008,柑橘全爪螨桂花种群与其它种群间并没有显示出很大的遗传距离。Mismatch distribution误配分析显示各种群均大致呈单峰钟罩型曲线。研究发现桂花种群与其他种群已经产生了显著的遗传分化和低水平的基因交流（Nm< 1）, AMOVA分析发现柑橘全爪螨的分化不存在寄主相关性。3基于coxl基因序列的柑橘全爪螨不同寄主种群遗传分化分析柑橘全爪螨不同寄主种群的ITS1的序列分析发现,柑橘全爪螨7个芸香科寄主的种群间无显著的遗传分化。因此,仅对枳壳种群、花椒种群和桂花种群进行coxl序列的序列分析。从3个寄主种群中扩增出的34条coxl序列片段的序列比对发现,柑橘全爪螨coxl非常保守,整个序列只有9个碱基突变位点,且全部为同义突变；34个个体只有两个单倍型,柑橘全爪螨芸香科（枳壳和花椒）种群共享单倍型H1。AMOVA分析表明,桂花种群与其他种群不存在基因交流（Nm=0）,已与其他种群产生了分化(F_ST=1,P<0.05),遗传漂变可能是产生该分化的主要原因。4系统进化关系研究结合这两种分子标记的综合分析,ITS1序列和coxl序列均富含A+T。取食芸香科寄主植物的柑橘全爪螨种群间的遗传差异较小。尽管柑橘全爪螨桂花种群已经产生遗传分化,但系统进化关系仍与其他种群柑橘全爪螨聚到一起。遗传距离的比较分析发现,取食桂花的柑橘全爪螨种群尚未分化为一个独立种。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章文献综述  12-20
  1 寄主植物与柑橘全爪螨的相互影响  12-13
    1.1 柑橘全爪螨对寄主植物的危害  12
    1.2 寄主植物对柑橘全爪螨生长、发育和繁殖的影响  12-13
  2 柑橘全爪螨抗药性研究  13-16
    2.1 自身生物学特性  13
    2.2 寄主植物对昆虫(螨)抗性影响  13-14
    2.3 寄主植物对昆虫(螨)分化作用的研究  14-16
  3 核糖体DNA(rDNA)序列在昆虫(蜱螨)系统进化中的应用研究  16-18
    3.1 物种鉴定  17
    3.2 物种分化的研究  17-18
  4 线粒体DNA coxl序列在昆虫(蜱螨)系统进化中的应用研究  18-19
    4.1 线粒体DNA多态性在昆虫(蜱螨)研究中的应用  18
    4.2 群体间系统发育分析  18-19
    4.3 物种分化的研究  19
  5 研究目的与意义  19-20
第二章基于ITS1序列数据的柑橘全爪螨不同寄主种群的遗传多样性分析  20-36
  1 材料与方法  20-24
    1.1 供试材料  20-22
    1.2 试验方法  22-24
  2 结果与分析  24-34
    2.1 重组质粒菌液PCR扩增检测结果  24-25
    2.2 rDNA-ITS1-PCR扩增结果差异  25
    2.3 柑橘全爪螨不同寄主种群rDNA-ITS1全序列多态位点分析  25-26
    2.4 柑橘全爪螨不同寄主种群ITS1序列遗传多样性分析  26-27
    2.5 遗传分化研究  27-28
    2.6 中性测验和种群动态分析  28-31
    2.7 单倍型网络图构建  31-32
    2.8 单倍型系统发育树构建  32-34
  3 讨论  34-36
第三章基于cox1序列的柑橘全爪螨不同寄主种群的遗传多样性及遗传分化研究  36-42
  1 材料与方法  36-37
    1.1 试验材料  36-37
    1.2 试验方法  37
  2 结果与分析  37-42
    2.1 柑橘全爪螨线粒体cox1基因PCR产物的检测与测序  37-38
    2.2 三个柑橘全爪螨种群mtDNA cox1部分序列的长度与碱基组成  38
    2.3 序列核苷酸多态位点分析  38-40
    2.4 系统发育树构建  40-42
第四章基于ITS1序列的系统发育关系分析  42-48
  1 材料与方法  42
  2 结果与分析  42-47
    2.1 遗传距离计算  42-45
    2.2 系统发育树的构建  45-47
  3 讨论  47-48
第五章主要结论与展望  48-50
  1 主要结论  48-49
  2 展望  49-50
参考文献  50-60
附录  60-70
硕士期间发表论文情况及参加的科研课题  70-72
致谢  72-73

寄主植物对柑橘全爪螨种群遗传分化的影响—基于ITS1和cox1序列的研究

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