中国地区红脂大小蠹适生区及遗传多样性研究

发布时间：2020-06-18 00:29

【摘要】：红脂大小蠹(Dendroctonus valens)原产于北美,是我国重要的外来林业入侵昆虫。1998年传入我国山西省,之后迅速扩散至周边省份。在我国寄主主要为油松(Pinus tabulaeformis),从入侵至今造成大量的油松死亡,给我国带来重大的经济损失。为了理清我国红脂大小蠢的遗传多样性与遗传结构,进一步找到其扩散机制,为下一步防治提供理论基础,本研究使用红脂大小蠹最新分布数据,基于Maxnet最大熵理论进行了适生区预测,基于线粒体COI序列、微卫星序列分子标记技术,分析了中国地区红脂大小蠹的遗传多样性及遗传结构。主要研究结果如下:(1)更新了我国红脂大小蠹的最新分布范围:山西、陕西、河南、河北、辽宁、内蒙古、北京。地理坐标范围为 N35.31°-41.42°、E108.84°-118.94°,海拔 388m-1824m。(2)利用实地调查结合文献追溯获得的最新全国分布数据与文献中分布数据,基于当前气候条件与未来气候条件进行了红脂大小蠹的适生区预测。模型训练集与测试集的AUC值均为0.997。结果表明:当前气候条件下红脂大小蠹的适生范围主要为N30°-45°、E100°-125°,大部分都落在半干旱和半湿润地区。高适生区主要为山西、陕西、北京、辽宁、河北几个省份。预测得知红脂大小蠹下一步的扩散趋势为东北和西南两个方向,这两个方向包括吉林、黑龙江、四川等省份。未来气候条件下适生区有所缩小但东北部范围增大。两个结果都与实地调查情况相吻合,因此需要采取多种检疫措施阻止红脂大小蠹进一步向东北扩散,降低其扩散定殖的风险。(3)对采自内蒙赤峰、辽宁凌源(红脂大小蠹新分布点)、北京等8个地理种群82个样本的线粒体COI序列进行研究,结果表明:中国红脂大小蠹种群单倍型数量较多,共出现23个,其中北方种群单倍型数量最多。存在一个共享单倍型H4,推断其可能为原始单倍型。北部种群以及山西沁水种群的单倍型多样性、单倍型数等遗传多样性指标较高,其单倍型多样性、核苷酸多样性平均值分别为0.82、0.01014,这说明中国地区红脂大小蠹的遗传多样性较高,可能是因为入侵时虫口数量较大,或者存在多次入侵的现象。此外,红脂大小蠹中国种群在贝叶斯系统发育树上聚为三枝。陕西延安、北京及内蒙赤峰种群聚在一枝,河北保定种群为一枝,山西沁水、辽宁凌源种群聚在一枝,所有红脂大小蠹中国种群和美国西部地区红脂大小蠹聚在一起,说明近年未有除美国西部外其它地理种群的红脂大小蠹入侵过中国。(4)基于9个微卫星位点,对中国地区红脂大小蠹的遗传多样性进行了研究。研究选取的位点除A2外,全部为多态性位点,除位点A6外,多态信息含量值均大于0.25。不同种群中,山西吉县种群的各项遗传多样性参数都较高。本研究的所有种群均符合哈迪-温伯格平衡,但部分位点存在偏离哈迪-温伯格平衡的现象。山西沁水种群和辽宁凌源种群之间的遗传分化水平最低,河北保定和内蒙赤峰种群之间的遗传分化水平最高。使用邻接法构建中国地理种群系统发育树,聚类结果说明:北部的红脂大小蠢种群具有一定的相似性,但就全国范围看,未发现明显的聚类规律。使用邻接法构建中国种群与北美种群系统发育树,所有中国种群与美国西海岸种群聚在一起,这与基于线粒体COI序列的分析结果一致。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S763.38
【图文】：

刀切法,重要性,适生区,气候

逡逑Ｊａｃｋｋｎｉｆｅ刀切法检验结果表明（图２－２）邋：邋２、１１月平均最高温度（Ｔｍａｘ邋２、１１）逡逑是影响红脂大小蠹适生区分布的最关键环境因丫？，１１月平均温度（ｔａｖｇｌｌ）、三）〗最逡逑低温度（ｔｍｉｎ３）、最冷季度平均温度（０９）、最冷月最低温度（０６）也是影响红脂逡逑火小蠢适生区分布的重要因素。红脂大小蠹适屮区预测结果的ＲＯＣ曲线（图２－３）逡逑结果表明

适生区,预测图,适生,内蒙

人部、陕沔大部、河北大部、辽宁大部、甘肃南部、宁夏南部、叫川南部、河南北部、逡逑山东北部以及内蒙、吉林、藏南的零星地区，黑龙江、内蒙南部竹界线、云南、青海逡逑零星地Ｋ为中低度适生区（图２－４）。逡逑７５ａ邋Ｋ逦ＳＯ＂逦Ｉ：逦８５＊邋ｌ－邋９０＊逦Ｋ邋９５＊邋Ｋ邋１００＊邋Ｋ邋１０５＊逦Ｅ邋ＵＯ１＊邋Ｅ邋１１５＊邋Ｋ邋１２０＊邋Ｋ邋１２５＊邋Ｈ邋１３０＊逦ｈ邋１３５１邋Ｖ．逡逑ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦桯逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑５５Ｊ邋Ｎ－逦Ｎ逦－５５°邋Ｎ逡逑Ａ逡逑５０＊邋Ｎ－逦－５０°邋Ｎ逡逑ｘ逦ｓ：＝—：ｗ．、逡逑３０邋ｖ邋＂逦％Ｊ邋２0．邋；＇；＞，２０；－６邋＊３０＇Ｋ逡逑２Ｓ，ｖ逦Ｃ邋Ｗ＾＞Ｖ＇Ｌ／ｙＶ＾邋？？邋＊逦？＊＊Ｎ逡逑0邋？0邋＇■逡逑２０＊邋Ｓ－逦＞ｍ逦／ｊ逦，0逦－２０＊邋＾逡逑８＊邋Ｎ；逡逑７５°邋Ｅ邋８０＊邋Ｈ邋８５ａ邋Ｅ邋９０＊邋Ｉ：逦９５＊邋Ｅ邋１００＊邋Ｅ邋】０５ｅ邋！？：邋１１０＊邋Ｋ邋ｌｌ．Ｖ邋Ｅ邋１２０°邋Ｅ邋１２５＊邋Ｅ邋１３０＊邋Ｈ邋１３５＊邋Ｅ逡逑图２－４红脂大小蠹在中国的适生区预测图逡逑Ｆｉｇ２－４邋Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｅｄ邋ｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅ邋ｂｅｅｔｌｅ逡逑２．３．２未来气候条件下适生区预测结果逡逑至２０５０年，ＲＣＰ２６以及ＲＣＰ８５两种模式下红脂大小湓适生｜Ｘ：范丨制同时北移，东逡逑北地丨Ｘ：适生灰范＿面积扩大明显，但总体适生区范围较Ａ前气候条件下的略有缩小。逡逑－其屮ＲＣＰ２６条件下东北地区、内蒙中部以及青海南部变为红脂大小湓适生Ｋ

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