论文部分内容阅读
本研究基于Illumina测序技术构建尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis基因组文库和微卫星文库,设计并筛选适于尖唇散白蚁的微卫星引物,并应用6对微卫星标记对尖唇散白蚁2个居群进行遗传多样性研究,同时采用微卫星标记进一步分析了尖唇散白蚁的繁育体系,证明了尖唇散白蚁具备无性蚁后演替(asexual queen succession,AQS)体系,主要研究结果如下:(1)设计出147对微卫星引物,对尖唇散白蚁进行PCR扩增,检验其多态性,并对其在近缘种圆唇散白蚁R.labralis的引物通用性进行检测。扩增结果显示,尖唇散白蚁和圆唇散白蚁两个种分别有22对和21对引物能够获得稳定有效的扩增条带,其中分别有16对和18对表现出良好的多态性。(2)16个尖唇散白蚁和18个圆唇散白蚁微卫星位点共分别检测到55个和115个等位基因,平均等位基因(Na)分别为3.438和6.389,平均观测杂合度(Ho)分别为0.481和0.368,平均期望杂合度(He)分别为0.542和0.702,平均多态信息含量(PIC)分别为0.478和0.663。尖唇散白蚁16个微卫星位点检测到的等位基因(Na)为2到6之间,位点Ra 116和Ra 144最高为6个,而圆唇散白蚁18个微卫星位点检测到的等位基因(Na)为3到9之间,位点Ra 50和Ra 91最高为9个,表明这些微卫星位点在尖唇散白蚁和圆唇散白蚁西安市群体均具有高度多态性。筛选的这些微卫星标记为今后散白蚁遗传多样性研究提供了有效的分子工具。(3)利用筛选出的3对引物和公开发表的3对引物对西安市和南京市两个居群进行遗传多样性研究,结果显示:西安市尖唇散白蚁居群的等位基因数(Na)为1.710到3,平均值为2.075,有效等位基因数(Ne)为1.431到2.441,平均值为1.747,观测杂合度(Ho)值为0.363到0.774,平均值为0.483,期望杂合度值(He)为0.252到0.558,平均值为0.366,多样性指数(I)为0.379到0.939,平均值为0.566,表明西安市居群内遗传多样性处于一个中等但相对较低的水平,且遗传变异程度也不高。而南京市尖唇散白蚁居群的等位基因数(Na)为1.552到2.793,平均值为2.011,有效等位基因数(Ne)为1.326到2.337,平均值为1.705,观测杂合度(Ho)为0.190到0.638,平均值为0.445,期望杂合度值(He)为0.190到0.502,平均值为0.344,多态性指数(I)为0.335到0.850,平均值为0.534,说明该居群内也存在中等偏低的遗传多样性水平,遗传变异程度也不高。综上所述,西安市居群内和南京市居群内的尖唇散白蚁遗传多样性基本相当。应用GenALEx软件分析得到的西安市和南京市尖唇散白蚁居群的遗传结构显示,两地居群间存在着明显的遗传分化(Fst=0.409),居群间的基因流较低(Nm=0.375)。(4)对西安市和南京市尖唇散白蚁的4个巢群的各个品级进行孤雌生殖率统计。西安和南京的2个巢群中分别发现了 85只和30只雌性若蚁型补充生殖蚁,对其中59只补充生殖蚁后进行基因分型,55只(93.2%)在6个微卫星位点是纯合基因型则为纯合体,表明补充生殖蚁孤雌生殖率高达93.2%。59只补充生殖蚁中仅有4只在1～3个微卫星位点为杂合,推测这很可能由染色体交叉互换引起。40只工蚁仅有1只(2.5%)为孤雌生殖产生,30只长翅成虫仅有3只(6.7%)为孤雌生殖产生,而20只若蚁和19只兵蚁均为有性生殖后代。巢群中工蚁、兵蚁、成虫、若蚁等品级都为原始蚁王和蚁后有性生殖产生的后代,由此说明尖唇散白蚁巢群是由大量的雌性翅芽型补充生殖蚁统领的,这些补充型蚁后是原始蚁后孤雌生殖产生的雌性后代,它们与巢群中的某个蚁王进行有性生殖产生巢群中的其他品级。因为AQS体系仅在孤雌生殖子代优先选择变为补充生殖蚁后才能发挥作用,据此我们推测尖唇散白蚁存在AQS体系,这也是世界上第6个存在AQS体系的白蚁种类。