东方蜜蜂性等位基因多样性及一雌多雄交配行为在入侵群体建立中的作用

发布时间：2019-12-04 22:09

【摘要】：本论文以东方蜜蜂入侵群体在澳大利亚的成功建立为出发点,基于蜜蜂的性别决定机制,重点对东方蜜蜂群体中性别决定位点的性等位基因多样性进行了研究,同时结合蜜蜂中蜂王交配生物学的特性,分析了一雌多雄交配行为在东方蜜蜂建立入侵群体中的作用。在对微卫星位点以及可以高效扩增互补性性别决定(complementary sex determiner, csd)基因片段的引物进行系统筛选的基础上,本研究主要取得了以下结果:(1)东方蜜蜂群体中性等位基因多样性分析对来自东方蜜蜂自然分布区以及入侵区域的25个群体的csd基因片段多样性进行了分析,并与10个中性位点的基因型数据进行了比较。首先,基于在工蜂中检测到的性等位基因对之间的序列差异确定了诱导蜜蜂雌性发育的性等位基因对形成的临界参数;其次,使用优惠券收集器模型对全球的东方蜜蜂中功能性特异的性等位基因数量进行了估计,数据外推后得到170-307个性等位基因。最后,证实了即使在经历过瓶颈效应的入侵性群体中,等位基因在性别决定位点的丰富度也总是高于中性位点,性等位基因在群体之间的分化较高。(2)入侵群体的来源分析利用依据片段长度多态性设计的3个引物组合可以快速区分东方蜜蜂入侵群体中出现的性等位基因类型,根据巴布亚新几内亚、所罗门群岛以及澳大利亚蜜蜂样品中性等位基因类型的分布,推测出澳大利亚的东方蜜蜂群体来自于巴布亚新几内亚。(3)一雌多雄交配行为对东方蜜蜂入侵群体的影响对蜜蜂及其他膜翅目昆虫,数量较少的初始群体需要克服其性别决定机制带来的遗传限制-“性别决定位点”需要杂合以产生可存活的雌性后代才能使种群得以发展。在澳大利亚的东方蜜蜂入侵群体中,蜂王平均与27只雄蜂交配,交配频率与自然分布区范围内的中国东方蜜蜂群体无明显差异。在此交配频率下,奠基群体中蜂王受精囊内储存的精液可以携带原群体中75%的性等位基因多样性。基于在入侵群体建立过程中实际测得大等位基因类型及其分布频率数据,进行了蒙特卡罗模拟分析,结果显示:极端一雌多雄交配行为可以降低群体内部蜂群之间产生二倍体雄性的差异,特别是在入侵群体建立初期性等位基因多样性较低并且其分布频率十分不均衡时该作用更为明显。极端一雌多雄交配行为可能至少在两方面有助于东方蜜蜂入侵群体的建立:首先,可以使奠基者群体中的蜂王携带较多的性等位基因类型到达入侵区域;其次,可以降低奠基者事件发生之后群体中蜂群之间二倍体雄性产生的差异,从而提高蜂群的繁殖率和适应性。上述研究结果可为引进蜜蜂的生态风险评价提供参考,为了解东方蜜蜂等社会性昆虫的入侵机制提供理论基础。
【图文】：

系统发育关系,蜜蜂,种类,东方蜜蜂

蜂（却妨逦东方蜜蜂沙巴蜂（却川ｔｏｖｚ＿）、绿努蜂（却逡逑苏拉威西蜂（却／？ＳｒｔｆｇｒｏｃｚＷｔＵ）和印度蜂（却（图１－１）。其中，第三个进化枝的物种资逡逑源最为丰富，所包含的东方蜜蜂和西方蜜蜂是人类能够系统饲养的两个蜂种，构成了世界养蜂业逡逑的基础，在农作物以及野生植物的授粉中发挥了关键作用（Ｃｏｒｌｅｔｔ，２００１；Ｋｌｅｉｎｄ＜２００７）。逡逑西方蜜蜂（却原产于非洲、欧洲及中东地区，至少包括了邋２８个亚种（Ｗａｌｌｂｅｒｇｅ／逡逑ｇ／．，２０１４）。东欧亚种意大利蜂Ｃ４．邋ｍ．／ｆｇｗｓｆｃａ）、卡尼鄂拉蜂（Ａｗ．邋ｃａｍｆｃａ）及高加索蜂Ｃ４．邋ｗ．逡逑ｃａｗｃａＷｃａ）由于性情温驯、产蜜量高，是目前饲养最为普遍的蜂种（ＤｅｌａＲｉｉａｅ？ｉ３／．，２００９），己被逡逑频繁引入到世界各地（Ｃｏｒｏｉａｎ邋ｅｒａ／．，邋２０１４；邋Ｍｕｆｉｏｚｅｒ＾／．，２０１４ｂ）。东方蜜蜂与西方蜜蜂的亲缘关系逡逑较近，，是长期以来以中国为代表的亚洲国家主要词养的蜂种之一。东方蜜蜂的自然分布区范围较逡逑广

蜂王,雄蜂,性别决定机制,东方蜜蜂

逦Ａ．邋ｃｅｒａｍ逡逑逦Ａ．邋ｋＫｉｉｃａ逡逑图１－１不同蜜蜂种类之间的系统发育关系（引自Ｌｏ＆ａ／．，２０１０）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｈｏｎｅｙ邋ｂｅｅ邋ｔａｘａ逡逑己有研宄表明，非本土蜂种引入新的生态系统后会破坏当地的生态多样性（Ｂｅｅｋｍａｎ邋ｄ邋ａ／．，逡逑２００８；邋ＫｏｎｄｏｅＭ／．，２００９）、传播疾病等（Ｍｕｆｔｏｚｄａ／．，２０１４ａ）。近年来，研究发现东方蜜蜂雄蜂可逡逑以干扰西方蜜蜂蜂王的交配，从而影响蜂群的正常繁殖（Ｒｅｍｎａｎｔ邋ｅ／１邋ａ／．，邋２０１４；邋Ｇｌｏａｇ邋ｅｆ邋ａ／．，２０１７）。逡逑而且，在所罗门群岛以及新几内亚，野生东方蜜蜂群体的侵入己经给当地的西方蜜蜂带来了毁灭逡逑性影响（Ａｎｄｅｒｓｏｎ，邋２０１２），虽然目前尚不确定这些东方蜜蜂会对澳大利亚的生态环境以及当地饲逡逑养的西方蜜蜂产生何种程度的影响，但养蜂者以及研宄人员对该群体的迅速发展都极为关注。逡逑１．２蜜蜂的性别决定逡逑２逡逑
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S891

【参考文献】