景观特征对小菜蛾种群遗传结构及基因流的影响
本文关键词：景观特征对小菜蛾种群遗传结构及基因流的影响
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【摘要】：本研究以福建省永泰县、闽侯县及福清市交界处面积约为734 km2的小尺度农业景观为研究区域,结合其农业景观特征,选取了19个乡镇为采样点。在本实验室筛选出的小菜蛾微卫星引物的基础上,选取8个微卫星位点为分子标记,采用遗传变异参数分析、成对遗传分化值(pairwise Fst)分析、基因流(Nm)的计算和分析、遗传距离(Fst/ (1-Fst))与地理距离(GD)的相关性分析、遗传变异来源分析(AMOVA)、STRUCTURE聚类分析以及主坐标分析(Principal Coordinates Analysis)的方法,研究河流、山脉、道路这3种景观要素对小尺度景观区域内19个小菜蛾种群(共626个个体)的遗传结构和基因流的影响。主要结果如下：1.小菜蛾种群的遗传多样性19个小菜蛾种群均显著偏离哈迪温伯格平衡(HWE) (P0.05),大部分小菜蛾种群在位点间都符合基因连锁平衡(p0.05)。研究区域内小菜蛾种群的遗传多样性水平整体较高,期望杂合度(He)介于0.520-0.606之间,观测杂合度(Ho)介于0.429-0.557之间,等位基因丰富度(AR)介于4.000-5.536之间。样点塘前(TQ)的种群与主山脉东侧样点的种群遗传多样性水平相当,均较高,而主山脉西侧其他种群遗传多样性水平偏低。样点TQ与主山脉东侧样点间的道路促进寄主植物十字花科蔬菜的运输,进而增强TQ的小菜蛾种群与主山脉东侧种群间的基因交流,可能是导致TQ种群遗传多样性高的原因。2.小菜蛾种群的遗传结构和基因流成对遗传分化值(pairwise Fst)的分析结果显示,19个种群间Fst值均小于0.15,表明种群遗传分化整体处于中等偏低水平；基因流(Nm)的结果显示,约84%的种群间的Nm4,表明小菜蛾种群间存在高水平的基因流,样点SL的种群与其他种群间遗传分化相对较大,这可能与SL种群的样本采集于农户菜园中的小块菜地,蔬菜被运输很小有关；遗传距离(Fst/(1-Fst))与地理距离(GD)的相关性分析结果显示,种群间的遗传距离与地理距离不相关,地理距离不是引起种群遗传分化的主要原因；借助STRUCTURE聚类、PCoA、AMOVA分析法处理19个样点数据,结果表明,河流、山脉、道路这3种景观要素并未对小菜蛾种群的遗传变异起塑造作用,对种群间的基因交流不构成明显的阻碍作用。比较各样点遗传多样性水平的分布情况并结合其农业景观格局,在19个样点中选取位于主山脉东侧的9个种群做进一步分析,结果表明,在该尺度下,山谷内的种群(DT和XT)与山谷外的7个种群有显著遗传分化(p=0.02835),山脉会对种群间的基因交流产生显著的阻碍作用。因此,我们认为在小菜蛾景观遗传学的研究中,不同空间尺度下的景观因子对遗传分化的影响存在差异。
【关键词】：小菜蛾 景观遗传学 微卫星标记 遗传分化 基因交流
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S433.4
【目录】：
- 摘要6-8
- Abstract8-10
- 1 前言10-18
- 1.1 小菜蛾的危害10
- 1.2 小菜蛾种群遗传学的研究10-12
- 1.3 景观遗传学在害虫防治中的应用12-18
- 2 材料与方法18-24
- 2.1 研究区域的选择及样本采集18-20
- 2.2 研究方法20-22
- 2.2.1 小菜蛾基因组DNA提取20-21
- 2.2.2 PCR反应21
- 2.2.3 PCR产物电泳检测21-22
- 2.2.4 微卫星基因型分型22
- 2.3 微卫星数据统计分析22-24
- 2.3.1 种群遗传多样性分析22-23
- 2.3.2 种群遗传结构分析23-24
- 3 结果与分析24-38
- 3.1 小菜蛾种群遗传多样性24-27
- 3.2 小菜蛾种群遗传结构27-38
- 3.2.1 种群遗传分化及基因流27-31
- 3.2.2 主坐标分析和STRUCTURE聚类分析31-36
- 3.2.3 分子变异来源分析(Analysis of molecular variance,AMOVA)36-38
- 4 总结与讨论38-42
- 4.1 小菜蛾种群遗传多样性分析38-39
- 4.2 小菜蛾种群遗传结构和基因流的分析39-42
- 5 本研究存在的不足及进一步的研究建议42-43
- 参考文献43-49
- 附件49-60
- 致谢60
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