叶螨属常见种的微卫星的开发及种群遗传结构研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mimi107
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叶螨属(Tetranychus)害虫属于节肢动物门Arthropoda、蛛形纲Arachnida、蜱螨总目Acariformes、叶螨科Tetranychidae的植食性螨类。叶螨属中包括许多重要农业经济害虫,如二斑叶螨、截形叶螨、红叶螨、豆叶螨、神泽叶螨、皮氏叶螨、卢氏叶螨、山楂叶螨等。其主要是通过取食来危害寄主,它的口器属于刺吸式口器,在叶片表皮组织取食。取食时,刺吸式口器的口针刺入叶片的组织中,吸取栅栏层细胞的叶绿粒和细胞液进而对植物细胞造成严重损害。然而,由于叶螨属个物种的遗传标记数参差不齐,中国境内叶螨常见物种的遗传结构和遗传多样性还没有系统的研究。  为了了解叶螨种群历史从而解释不同种群间种群大小和种群地理分布之间的差异。本研究首先结合形态学和分子学的鉴定方法,对中国2014-2015年部分地区爆发的叶螨进行准确的鉴定,并对2002-2015年的爆发情况进行了统计。结果表明中国近十几年有三种叶螨物种是为害较为严重的害虫,其中截形叶螨是最重要的危害物种,红叶螨和二斑叶螨紧随其后。其中截形叶螨主要发生在东北地区,红叶螨主要发生在西南地区。该研究的鉴定方法为后续针对叶螨的研究打下坚实基础。鉴定出的叶螨属物种则为后期叶螨属常见种微卫星的开发提供了材料。  微卫星分子标记被广泛的运用在生物种群结构研究中。在叶螨属中除了二斑叶螨(Tetranychus urticae),其他的物种缺乏具有多态性的微卫星位点,这就使得这些物种的种群遗传研究受到了阻碍。为了更好的了解叶螨属物种的种群结构,我们运用跨物种转移方法对叶螨属的其他六种非模式物种(截形叶螨Tetranychus truncatus、神泽叶螨Tetranychus kanzawai、卢氏叶螨Tetranychus ludeni、皮氏叶螨Tetranychuspiercei、豆叶螨Tetranychus phaselus、红叶螨Tetranychus pueraricola、)进行微卫星分子标记的开发及特点描述。在二斑叶螨基因组中随机筛选的228个位点中,二斑叶螨、截形叶螨、红叶螨、神泽叶螨、皮氏叶螨、卢氏叶螨、豆叶螨分别具有13、11、15、23、19、9、11个多态性位点。通过进一步分析发现物种间的遗传距离与位点的扩增效率以及多态性比例具有一定的负相关性。本研究对叶螨属物种进行新的多态性微卫星分子标记进行开发,其不仅加强了微卫星分子标记跨物种转移性,更加为今后叶螨属物种的种群遗传研究提供了一个有价值的资源。  随着时间和叶螨种群的变化,红叶螨与截形叶螨作为叶螨属中的重要物种,逐渐替代二斑叶螨成为了西南地区和北方大多数地区的叶螨优势种。研究采用已经开发出的16个叶螨属通用微卫星分子标记对14个红叶螨地理种群和11个截形叶螨地理种群共计1023个样品进行了微卫星的扩增和分型。统计分析后,得出1023个样本里,每个微卫星位点的等位基因数有5(TUFZ155)到19(TUFG114)个不等,平均每个微卫星位点有10.56个等位基因。其中截形叶螨的YWX地理种群最低达到2.313,而SCJ最高达到8.125,各个种群的表观杂合度范围为0.206到0.508,期望杂合度的范围为0.210到0.679,并且地理种群的表观杂合度普遍比期望杂合度低。结合种群地理分布发现红叶螨的物种起源地可能在西南地区而截形叶螨则可能起源于北方地区,并且不同叶螨物种的地理分布与其遗传多样性也具有一定的相关性。其中截形叶螨的遗传多样性与其地理分布的维度具有一定的正相关性,红叶螨则与其地理分布维度具有一定的负相关性。本研究不仅对于红叶螨和截形叶螨的遗传多样性和其分布及传播之间的相关性进行了研究,对后期红叶螨和截形叶螨的防治起到了一定的指导意义。
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