亚洲玉米螟不同地理种群杂交后代滞育特性与mtDNAC0 Ⅰ序列特性的研究

摘要

亚洲玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenée)，属鳞翅目(Lepidoptera)草螟科(Crambidae)，是一种重要的农业害虫。在我国从南至北均有分布，不同地理纬度的亚洲玉米螟由于所处栖息地环境条件的差异，其化性、临界日长、滞育后成虫的羽化及抗寒性等均显示了明显不同。本研究以从南至北不同地理种群的亚洲玉米螟为材料，通过对不同地理种群的亚洲玉米螟进行杂交，研究其杂交后代的滞育特性与mtDNACOI序列特性，对其滞育遗传特性与mtDNACOI遗传特性进行剖析，结果如下：　　1、亚洲玉米螟哈尔滨种群与南昌种群杂交后代光周期控制的滞育遗传性的研究　　亚洲玉米螟是一种典型的长日照昆虫，即在长日照条件下生长发育和繁殖，而在短日照条件下则被诱导进入滞育状态。不同地理种群的亚洲玉米螟在不同日长下进入滞育。由于光周期反应的地理变异，南昌种群(28.8°N，115.9°E)在长光照LD14:10h与LD15:9h条件表现为长光照反应，而哈尔滨种群(44.9°N，127.2°E)在同样条件下表现为短光照反应。本研究通过比较哈尔滨种群与南昌种群及其杂交后代在22，25与28℃的光周期反应，对其滞育的遗传特性进行分析。结果表明：在22，25与28℃条件下，HB种群的临界光周期（22℃为15.91h，25℃为15.79，28℃为15.08h）明显长于南昌种群的临界光周期(22℃为14.14h，25℃为13.79h，28℃为13.68h)，杂交F1代的临界光周期界于两者之间，结果表明其临界光周期是由多基因控制。然而，在所有的杂交后代中，父本或祖父本为HB种群的杂交后代的临界光周期明显长于父本或祖父本为NC种群的杂交后代，表明父本对子代临界光周期的影响比母本大。25℃、不同光周期杂交子代的滞育遗传结果表明该虫滞育的遗传不符合加性模型，是以一种不完全显性遗传方式遗传的。F1代在LD14:l0h条件下滞育率明显高于LD15:9h条件下的滞育率，表明滞育诱导受F1代基因型与光周期的交互影响。　　2、亚洲玉米螟三亚种群与不同地理种群杂交后代光周期控制的滞育遗传性的研究　　系统研究了在22、25、28℃下，亚洲玉米螟三亚种群与不同地理种群杂交后滞育诱导的光周期反应。结果表明：亚洲玉米螟三亚种群与不同地理种群杂交后代光周期反应曲线均显示了典型的长日照型，SY×GZ、SY×NC、SY×TA，SY×LF、SY×HB杂交F1代种群的临界光周期随父本纬度的上升而逐浙增长。在杂交后代中，以SY种群为母本，分别与GZ、NC、TA、LF、HB种群为父本的杂交，F1代临界光周期显著高于以SY种群为父本，分别与GZ、NC、TA、LF、HB种群为母本杂交的临界光周期，表明了父本相对母本对滞育遗传具有更加明显的影响。　　3、亚洲玉米螟不同地理种群基于mtDNACOI序列的分析　　对我国亚洲玉米螟6个地理种群的mtDNACOI基因进行测序，运用分子进化遗传分析软件MEGA5对序列进行对比和同源性分析，并建立系统发育关系。结果表明，COI基因在6个地理种群中进化具有一定的差异，平均遗传距离为0.013；进化树显示，亚洲玉米螟的三亚种群、广州种群、与南昌种群聚为一支，然后与泰安种群聚为一支、再与哈尔滨种群聚为一支；而廊坊种群格外聚成一支。遗传分歧度与系统发育进化关系均表明不同地理种群的遗传分化与地理距离之间具有一定的相关性。　　4、亚洲玉米螟哈尔滨种群、南昌种群及杂交后代基于mtDNACOI序列的分析　　对亚洲玉米螟哈尔滨种群、南昌种群及杂交后代的mtDNACOI基因进行测序，运用分子进化遗传分析软件MEGA5对序列进行对比和同源性分析，并建立系统发育关系。在8个样本中，共检测到11个核苷酸可变位点；遗传距离比较结果显示，杂交子代与父母本的核苷酸遗传距离均为0.003-0.006之间，结果表明两种杂交子代在mtDNACOI基因上不遵循母性遗传规律。　　5、亚洲玉米螟三亚种群与不同地理种群杂交后代基于mtDNACOI序列的分析　　对亚洲玉米螟三亚种群与不同地理种群杂交后代的mtDNACOI基因进行测序，运用分子进化遗传分析软件MEGA5对序列进行对比和同源性分析，并建立系统发育关系。结果表明，在26个样本中，共检测到16个核苷酸可变位点；遗传距离比较结果显示，杂交子代与父母本的核苷酸遗传距离均为0.001-0.007之间，结果表明两种杂交子代在mtDNACOI基因上不遵循母性遗传规律。

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