论文部分内容阅读
刺槐叶瘿蚊Obolodiplosis robiniae(Haldeman)(双翅目:瘿蚊科)原产于北美,是危害刺槐属(Robinia spp.)植物的重要叶部害虫,也是我国新近发现的林业外来入侵有害生物。该害虫于2004年在我国河北省秦皇岛市首次发现,然而在此后短短几年间,迅速传播扩散至大部分寄主植物分布区,重灾区刺槐受害率达100%,造成经济损失。为探索刺槐叶瘿蚊的种群定殖扩散的分子机制、揭示其在入侵过程中地理种群的遗传变异,本研究从群体遗传学角度出发,运用线粒体COI基因序列和微卫星DNA(SSR)分子标记技术,综合分析了我国刺槐叶瘿蚊不同地理种群的遗传多样性与遗传结构,并得出如下主要结论:(1)首次摸清了我国刺槐叶瘿蚊分布区域。该害虫位于我国N 26.33°-43.53°,E104.07°-125.16°的范围内,海拔高度5-1460 m,与其寄主树种刺槐的分布范围(N 25°-44°,E 102°-125°,海拔5-1460 m)基本一致。共在全国17个省、市、自治区的30个地区(市)采集到成(幼)虫,严重影响了刺槐的正常生长。(2)对刺槐叶瘿蚊28个地理种群560个个体的线粒体细胞色素氧化酶I(COI)基因进行扩增测序,得到序列片段长度为676bp,共检测到3个变异位点(分布于丹东、东营和泰安样本中)和4种单倍型,核苷酸多样性(π)为0.00005。该研究结果表明刺槐叶瘿蚊的遗传多样性水平较低。(3)运用磁珠富集法共开发16个微卫星多态性位点,经STR验证,其中14个微卫星多态性位点的等位基因数为3-10,长度范围为116 bp-348 bp,平均观测杂合度和期望杂合度变化范围分别为0.2667-0.6548和0.5388-0.7148;哈迪-温伯格平衡及连锁不平衡检验显示,共有12个位点显著地偏离哈迪-温伯格平衡(P<0.05),5对位点间出现连锁不平衡。(4)通过样本量与遗传多样性指数的关系分析及理论推导表明,在供试样本量充足的情况下,最适参数为期望杂合度和内氏遗传多样性指数,最小样本量为20,样本量与平均等位基因数、平均有效基因数呈正相关,与平均观测杂合度、平均期望杂合度及内氏遗传多样性指数呈中度相关。(5)使用结论(3)中14个微卫星多态性位点对我国22地理种群遗传结构进行分析,结果表明这22个种群在11个位点的遗传多样性都较为丰富,观测等位基因数、有效等位基因数分别为1-9、1-7,观测杂合度、期望杂合度分别为0.23-0.75、0.29-0.88,多态信息含量(PIC)在0.24-0.86之间,可以反映出群体的遗传变异情况。UPGMA聚类分析显示刺槐叶瘿蚊种群聚为三大类。