基于微卫星标记的烟蚜种群遗传结构分析

发布时间：2019-02-12 22:20

【摘要】：烟蚜Myzus persicae(Sulzer),又名桃蚜,属半翅目Hemiptera蚜科Aphididae瘤蚜属Myzus,是一种世界广布性害虫,也是我国各大烟区烟草上主要害虫之一。地理差异等环境条件造成烟蚜种群间基因交流受限,加之生殖模式、寄主专化性以及寄主适应性等因素进一步影响,不同地理种群、不同寄主植物上的烟蚜常表现高度遗传分化,因此,探究不同地理种群、不同寄主植物上的烟蚜遗传多样性、遗传分化和基因流等问题,对明确烟蚜遗传结构发生规律具有重要意义。本学位论文在筛选适用于烟蚜种群遗传结构分析的微卫星位点的基础上,研究了重庆烟区、西南烟区以及不同寄主植物上烟蚜种群的遗传多样性、遗传结构和亲缘关系,以期了解西南与重庆地区烟蚜种群遗传结构分化和寄主专化型形成机制,为指导虫情监测和制定合理的防治方案提供理论依据。主要研究结果如下:1.烟蚜微卫星标记的筛选为了筛选适用于烟蚜种群遗传结构研究的微卫星标记,我们挑选65对多态性较好的微卫星引物,分析其多态信息含量(PIC)、Nei’s期望杂合度(h)及有效等位基因数(Ne)等指数。结果表明,65对微卫星引物中有29对引物在烟蚜上有扩增条带,其有效扩增效率为44.62%。11对微卫星位点在烟蚜种群上共检测到78个等位基因,平均等位基因数为7.0909个。11对微卫星引物的平均多态信息含量(PIC)为0.3494,平均有效等位基因数(Ne)为5.4464,其平均Nei’s期望杂合度(h)为0.7295。表明所筛选出的11对微卫星引物表现出较高的多态性,可用于后续烟蚜的种群遗传结构研究。2.重庆烟区烟蚜种群遗传结构的分析采用11对微卫星引物分析重庆烟区10个不同地理种群烟蚜的遗传多样性和遗传分化。结果表明,10个烟蚜种群的Shannon信息指数(I)为0.3740-0.6127,平均0.4929。Nei’s期望杂合度(h)平均为0.2563,变化范围为0.1937-0.3188;表观杂合度(Ho)平均为0.3524,期望杂合度(He)平均为0.2659,表观杂合度均高于期望杂合度,呈现杂合子过剩。重庆烟区烟蚜种群间遗传分化系数(Fst)为0.5493-0.7865,基因流Nm㩳1,表明烟蚜种群间极度分化,基因交流水平低。AMOVA结果显示,有55.91%的遗传变异来自烟蚜种群间(Φsc=0.6580,P㩳0.01),表明遗传变异主要发生于地理种群间。Mantel检验表明,种群间遗传距离与地理距离无相关性(r=0.0945,P=0.6883),遗传相似度与海拔差距无相关性(r=-0.1755,P=0.8322)。UPGMA聚类分析、Structure和主成分分析(PCA)均表明,重庆烟区10个烟蚜种群可分为3个组群。3.西南烟区烟蚜种群遗传多样性及遗传分化采用11个微卫星位点对西南烟区(重庆市、贵州省、四川省、湖北省和云南省)8个烟蚜种群进行遗传分化分析。结果表明,西南烟区8个地理种群的遗传多样性较丰富(I=0.6166,He=0.3383),种群间极度分化,缺少基因交流(Fst:0.4894-0.6901,Nm㩳1)。AMOVA结果显示,有45.06%的遗传变异来自种群间(Φsc=0.5585,P㩳0.01),表明遗传变异主要来自种群间。Mantel检验表明,种群间遗传距离与地理距离显著正相关性(r=0.4554,P=0.0220),遗传相似度与海拔差距无相关性(r=-0.0634,P=0.6543)。UPGMA聚类分析、Structure和主成分分析(PCA)均表明,西南烟区8个烟蚜种群可分为2个组群,聚类结果在自然地理分布上呈一定规律性。4.不同寄主植物上烟蚜种群遗传多样性及寄主专化性用微卫星标记技术对5个寄主植物上的烟蚜种群的遗传多样性进行分析。结果表明,不同寄主上烟蚜种群的遗传多样性表现为:油菜种群㧐辣椒种群㧐萝卜种群㧐蚕豆种群㧐烟草种群,种群间极度分化,缺少基因交流(Fst:0.4891-0.6922,Nm㩳1)。AMOVA结果显示,种群遗传变异主要分布在不同寄主间(Φsc=0.5618,P㩳0.01)。UPGMA聚类分析、Structure和主成分分析(PCA)均表明,5个不同寄主植物上烟蚜种群可分为2个组群。基因交流较少、非全周期型孤雌生殖、寄主适应性等因素可能促使重庆烟区烟蚜寄主专化型的形成。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S433.39

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