中国西部地区甜菜夜蛾Spodoptera exigua种群遗传结构研究

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甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)隶属于鳞翅目Lepidopteta夜蛾科Noctuidae,杂夜蛾亚科Amphipyinae,灰夜蛾属Spodoptera,是一种重要的世界性农业害虫,甜菜夜蛾幼虫取食的寄主范围很广泛,可为害大量农作物,造成重大的农业损失。甜菜夜蛾作为夜蛾科中迁飞距离最远的昆虫,在防治方面较为困难。微卫星(Simple sequence repeats,SSR)分子标记在分子生态学等研究领域中起到重要作用,是种群遗传学重要的研究手段,该种分子标记已成为研究昆虫迁飞和扩散规律的有力工具。目前,中国西部的甜菜夜蛾遗传研究尚属空白。为此,本研究利用微卫星(SSR)分子标记技术对中国西部14个地理种群以及2个巴基斯坦参考种群的甜菜夜蛾的遗传多样性和遗传结构进行研究,为推测甜菜夜蛾在中国西部地区地理种群间的遗传进化关系以及甜菜夜蛾的迁飞规律及各发生危害区的虫源关系提供了理论依据。主要研究结果如下:(1)西部地区16个甜菜夜蛾种群的等位基因多样性较为丰富(A=2.5-8.875),云南昆明(KM)种群和参考种群巴基斯坦费萨拉巴德(BF)的等位基因多样性最高,内蒙包头(NMBT)种群和青海德令哈(DLH)种群的等位基因多样性相对较低。大部分种群在各位点上未偏离哈迪-温伯格平衡,少数种群表现为正偏离,说明杂合子缺失。总体上,甜菜夜蛾不同地理种群的等位基因多样性比较:西南种群>巴基斯坦参考种群>西北种群>内蒙古种群。(2)8对引物在16个种群中所提供的多态信息含量丰富、多态性较好,8个微卫星位点的遗传多样性较高(Na=5.422,Ne=3.041,Ho=0.518,He=0.533),用其分析遗传多样性具有较高的有效性和可靠性;经数据分析,16个甜菜夜蛾地理种群中,遗传多样性较高,其中,昆明(KM)种群的遗传多样性最高,青海西宁(XN)和内蒙包头(NMBT)种群的遗传多样性较低。甜菜夜蛾地理种群遗传多样性水平比较:西南种群>巴基斯坦参考种群>西北种群>内蒙古种群。(3)内蒙包头(NMBT)分别与云南昆明(KM)种群(FST=0.262)和参考种群巴基斯坦费萨拉巴德(BF)发生明显分化(FST=0.263),新疆库尔勒(KEL)种群与其他所有种群都发生了明显分化(FST>0.25),基因交流程度非常低(Nm<1),可能是由于新疆库尔勒所处的独特的地理环境有关。空间自相关分析和Isolation by distance(IBD)分析结果表明,中国西部甜菜夜蛾地理种群遗传分化与地理距离无显著相关性(R2=0.0436,P=0.170)。(4)Nei’s遗传距离系统树、STRUCTURE聚类分析及PCo A主成分分析结果表明:内蒙赤峰(NMCF)、内蒙包头(NMBT)、内蒙锡盟(NMXM)、甘肃兰州(GS)、宁夏银川(YC)、新疆石河子(SHZ)、青海西宁(XN)、青海德令哈(DLH)、贵州贵阳(GZ)、四川成都(SC)以及参考种群巴基斯坦木尔坦(BM)和巴基斯坦费萨拉巴德(BF)此12个种群聚为一支,陕西大荔(DL)、云南昭通(ZT)和云南昆明(KM)三个种群聚为一支,新疆库尔勒(KEL)种群则独立为一支。AMOVA分子分歧分析表明,当分别以16个甜菜夜蛾地理种群作为一个整体时分析、以最佳K值分为3组时分析和以行政区划分为4组时分析,都表明中国西部甜菜夜蛾的遗传变异主要来源于种群内部,种群间的遗传变异水平相对较低。(5)16个地区的甜菜夜蛾地理种群在S.M.M(逐步突变)模型下,都达到了平衡,说明其未经历过种群瓶颈效应。
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