论文部分内容阅读
对新疆草场植被及生态系统进行破坏的主要自然灾害之一是蝗灾。本文以新疆7种主要蝗虫为研究对象,以东疆和北疆的典型蝗区为研究区域,首先研究了7种蝗虫对寄主植物的选择,通过野外调查和室内饲养,利用分子生物学技术和方法,探讨了7种蝗虫的食性差异及其系统进化关系。旨在为蝗总科分类系统和分子系统学研究,以及蝗灾预测预报提供科学依据。主要研究结果如下:1.新疆3科5属7种主要蝗虫对寄主植物有明显的选择和差异。野外调查结果表明,斑翅蝗科3种蝗虫即大垫尖翅蝗Epacromius coerulipes,蓝斑翅蝗Oedipoda caerulescens,黑条小车蝗Oedaleus decorus共取食4科14种植物,但三者均嗜食禾本科植物;斑腿蝗科3种蝗虫即意大利蝗Calliptamus italicus,黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus,伪星翅蝗Calliptamus coelesyrien~ dsis共取食9科20种植物,嗜食藜科、菊科植物;槌角蝗科的西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus取食5科12种植物,其中单子叶植物与双子叶植物各占一半。室内饲养研究表明,黑条小车蝗嗜食早熟禾Poa annua,不食荠菜Capsella bursa-pastoris和二裂萎陵菜Potentilla bifurca。意大利蝗嗜食蒲公英Taraxacum mongolicum、灰藜Chenopodium album,取食早熟禾最少。西伯利亚蝗嗜食早熟禾,蒲公英和灰藜次之,不食二裂萎陵菜。根据昆虫与植物协同进化的观点,从而得出嗜食双子叶植物的斑腿蝗科较为原始,嗜食单子叶植物的斑翅蝗科较为进化,槌角蝗科既可取食双子叶植物,又可取食单子叶植物,它的进化地位处于前两科之间。2.利用分子生物学RAPD技术,对7种蝗虫基因组DNA进行了多态性分析。筛选出5个随机引物用于3科7种蝗虫的扩增,共得到49条清晰稳定的扩增片段;10个引物对斑翅蝗科3属3种蝗虫23个个体,共扩增出114条带;17个引物对星翅蝗属4个种群26个个体扩增,共产生225条带。其多态位点百分率分别为98.0%、98.2%、99.1%。Nei’s遗传距离结果表明,科间>属间>种间>种内。聚类结果显示,同一种内个体首先相聚,大垫尖翅蝗与蓝斑翅蝗相聚,再与黑条小车蝗聚为一支,意大利蝗乌鲁木齐种群和阿勒泰种群先聚在一起,然后依次与黑腿星翅蝗、伪星翅蝗及西伯利亚蝗相聚,最后与前一支聚在一起。3.将自测的3科7种蝗虫和从GenBank中下载的3科3种内群种类的线粒体部分序列片段进行同源性比较,在所获得的序列中,有265个变异位点,230个简约信息位点;A+T平均含量为82.4%;颠换取代的速率大于转换取代的速率。分子系统树结果表明,科内的属和属内的种均优先聚在一起,西伯利亚蝗哈密种群与阿勒泰种群产生了遗传分化,蝗总科5科的起源关系由原始到进化的顺序依次是:斑腿蝗科、剑角蝗科、槌角蝗科和网翅蝗科、斑翅蝗科。再次用分子生物学手段证明了根据食性研究得出的7种蝗虫进化关系是正确的。