拟轮蚧属两种害虫潜在分布预测及考氏白盾蚧转录组SSR的信息分析

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拟轮蚧属Pseudaulacaspis,隶属于半翅目(Hemiptera),盾蚧科(Diapididae),该属害虫食性广,以刺吸式口器取食寄主植物汁液,危害农林业生产。为了了解该属两种害虫的潜在分布范围,本文结合现有的分布位点及当前及未来环境气候数据,采用Max Ent软件对其潜在分布区域及气候变化下的扩散动态进行了预测;此外,为了了解考氏白盾蚧的发生规律,本文首次采用高通量测序技术对考氏白盾蚧的转录组进行了分析。研究获得了两种害虫当前的潜在分布范围以及未来条件下的扩散动态,为其防治策略的制定提供了参考依据;同时,建立了考氏白盾蚧的转录组数据库,开发了微卫星(SSR,Simple Sequence Repeat Polymorphisms)分子标记,这有利于从根本上了解考氏白盾蚧的适应机制和成灾机理,从而为考氏白盾蚧区域性成灾调控和治理提供理论基础。本研究主要研究结果如下:一、桑白蚧潜在分布区预测预测结果表明亚洲、欧洲、南美洲和北美洲是此害虫的高适生区,应防止桑白蚧在高适生区的大规模爆发。在未来气候条件下,全球变暖可能会导致北方高纬度地区桑白蚧高适生区和适生区的进一步扩张,桑白蚧适生区向北转移,桑白蚧在东亚、日本、欧洲、北美洲面积增长,南美洲适生区面积缩减,造成适生区面积稳定上升,持续增长。影响桑白蚧分布的主导气候因子有:BIO2、BIO3、BIO8、BIO15,其中BIO3是影响桑白蚧潜在分布的最重要因素,贡献率达到48.6%。二、考氏白盾蚧潜在分布预测预测结果表明东亚、欧洲和美洲的东部是此害虫的高适生区。在未来气候条件之下,北美洲、南美洲、非洲、澳洲适生区面积缩减,欧洲、东亚、日本适生区面积明显增大,尤以日本显著,高适生面积增幅较当前大一倍,应当防止考氏白盾蚧的大规模爆发。未来气候条件下,影响考氏白盾蚧分布的主导气候因子有:BIO2、BIO3、BIO8、BIO15。BIO3是影响考氏白盾蚧潜在分布的最重要因素,贡献率达到38.8%,其次是BIO2,贡献值达到33.9%。三、考氏白盾蚧转录组SSR位点特征分析本研究首次对考氏白盾蚧整虫进行转录组测序分析,建立了考氏白盾蚧的转录组数据库。通过对转录组数据进行分析研究,组装拼接得到了70566条unigenes,比对到Nr,Nt,KO,Swiss Prot,Pfam,GO和KOG七大公共数据库,分别有分别有40093,5953,21465,33840,39113,39113,22666个unigenes注释到上述公共数据库,共有46882条unigenes至少在1数据库注释成功,注释成功率达66.43%。在转录组测序的基础上,通过MISA软件搜索方法对考氏白盾蚧转录组的SSR位点进行搜寻、筛选和分析,结果显示,共有56857个SSR位点,SSR的分布频率大约为80.99%,平均每2340.78 kb就会出现1个SSR。SSR的分布位点的重复类型主要有单、二和三核苷酸重复类型,占总SSR的96.07%。随机选取50对设计的SSR引物对8个不同来源地的考氏白盾蚧成虫样本进行SSR位点PCR扩增,用1%琼脂糖凝胶电泳进行初筛,共有25对引物能扩增出条带,15对引物能扩增出单一稳定的特异性目的条带,有效的扩增效率为30%。
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