松毛虫地理种群遗传多样性及其与生态因子的相关性研究

摘要

本文采用简单序列重复间区扩增多态性DNA(ISSR)技术检测了赤松毛虫(Dendrolimuspunctatus spectabilis)、油松毛虫(Dendrolimus punctatus tabulaeformis)和落叶松毛虫(Dendrolimus superans)在河北、山东、辽宁等省不同地区种群之间9个种群的遗传多样性及遗传分化。根据扩增图谱，运用POPGENE软件对松毛虫9个种群的遗传多样性和遗传相似性进行分析，并根据遗传相似性系数应用NTSYS PC-22.10软件对供试松毛虫的所有个体进行聚类分析。同时应用SPSS软件对松毛虫不同地理种群的遗传多样性、遗传距离与所处地区的一些生态因子的相关性进行了分析。 建立并优化了适于松毛虫研究的ISSR反应体系，应用此体系，从50条松毛虫近缘种的ISSR引物中挑选出重复性、稳定性和多态性都较好的13条引物对松毛虫9个群体的119个DNA样品进行PCR扩增，共获得195个清晰稳定的条带，其中多态性位点184个。研究结果表明： 由shannon信息指数与Nei指数估计的松毛虫不同地理种群的遗传多样性的结果是一致的，即：落叶松毛虫(围场群体)的遗传多样性最高，赤松毛虫(沈阳群体)最低。 同一群体内个体存在的遗传变异仅仅体现在很少量的基因位点上，说明了同一群体中遗传的稳定性。同一种群内不同地理群体间出现了一定程度的遗传分化。总体上看，在同一种群内部遗传距离与地理距离、寄主都有一定的相关性。 遗传相似性和聚类分析表明种间的遗传差异明显大于同种内群体之间的遗传差异。反应出从DNA水平上揭示的遗传差异程度与表型水平的差异程度基本一致，赤松毛虫与油松毛虫的亲缘关系较近，而与落叶松毛虫关系较远，这与性信息素学研究的结果一致。 用SPSS软件分析了赤松毛虫不同种群的遗传多样性指数与各种群所处的生态环境的各因子之间的相关性，结果表明：赤松毛虫各群体的遗传多样性与生境的年均温度、年均湿度均呈较显著的正相关趋势；与所处地区纬度相关性很小；但与所处地区的海拔高度却呈显著的负相关趋势，表明海拔在维持赤松毛虫遗传多样性方面起着重要的作用：赤松毛虫取食的寄主植物种类对遗传多样性的大小无明显的影响。 赤松毛虫不同地理种群两两之间的遗传距离与海拔距离呈一定程度的正相关性，初步说明地理隔离对基因交流存在一定的阻碍作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1物种遗传多样性研究进展

1.1.1遗传多样性的理论与实践意义

1.1.2遗传多样性在害虫管理中的作用

1.2松毛虫多样性研究进展

1.2.1松毛虫物种多样性

1.2.2松毛虫遗传多样性

1.3 ISSR技术在昆虫生态学的应用

1.4科学问题的提出

2材料和方法

2.1供试松毛虫种群

2.1.1油松毛虫种群

2.1.2赤松毛虫种群

2.1.3落叶松毛虫种群

2.1.4研究地区概况

2.1.5实验仪器

2.1.6实验试剂

2.1.7主要溶液的配置

2.2实验方法

2.2.1松毛虫的采集处理

2.2.2松毛虫DNA的提取及检测

2.2.3 ISSR引物的筛选

2.2.4 ISSR反应体系的建立

2.2.5扩增结果检测与记录

2.2.6数据统计与分析

3结果与分析

3.1 DNA检测结果

3.1.1琼脂糖凝胶电泳检测结果

3.1.2 DNA的纯度

3.1.3 DNA的得率

3.2ISSR反应体系的优化

3.2.1 Mg2+浓度对ISSR反应的影响(除退火温度外以下条件的摸索均用同一引物104)

3.2.2 DNTP浓度对ISSR反应的影响

3.2.3 TaqDNA聚合酶浓度对ISSR反应的影响

3.2.4引物浓度对ISSR反应的影响

3.2.5 DNA模板浓度对ISSR反应的影响

3.2.6 PCR反应过程中退火温度对扩增结果的影响

3.2.7 ISSR反应体系的应用

3.3ISSR-PCR扩增

3.3.1 ISSR扩增结果

3.3.2 shannon信息指数与Nei指数估计的遗传多样性

3.3.3松毛虫群体间的遗传分化

3.3.4聚类分析

3.3.5松毛虫遗传多样性与生态因子的相关性

3.3.6赤松毛虫种群间遗传距离与海拔差距的相关性

4结论

5 讨论

5.1昆虫DNA的提取

5.2 ISSR反应体系

5.3 ISSR-PCR的扩增多态性

5.4松毛虫的遗传多样性

5.5松毛虫的遗传分化

5.6松毛虫遗传多样性与生态因子的相关性

参考文献

附录

在读期间发表的学位论文

作者简历

致谢