蒙古沙葱萤叶甲种群遗传多样性的微卫星分析

【目的】沙葱萤叶甲 Galeruca daurica (Joannis)是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫,本研究旨在明确内蒙古沙葱萤叶甲不同地理种群间的遗传分化和基因交流程度。【方法】应用5对微卫星引物分析了沙葱萤叶甲8个地理种群的遗传多样性、基因流和遗传分化。【结果】5个位点等位基因数为10~18,有效等位基因数为9.2796~16.0388,多态信息含量值为0.6760~0.8985,期望杂合度为0.3430~0.5284,说明所选5个微卫星位点均为高度多态性位点。8个种群的期望杂合度为0.2216~0.3701,平均值为0.2680;种群间遗传分化系数为0.1244~0.4116,平均值为0.2521;种群间基因流为0.3574~1.7596,平均值为0.9622。8个地理种群根据遗传距离聚为3个分支,遗传距离与地理距离呈显著的正相关关系 (r=0.4854,P=0.0180)。【结论】沙葱萤叶甲种群遗传多样性低,不同地理种群之间基因流较小,遗传分化程度高;沙葱萤叶甲迁移能力弱和地理阻碍可能是限制其基因交流和导致遗传高度分化的主要原因。     

内蒙古沙葱萤叶甲种群遗传多样性的微卫星分析

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫,本研究旨在明确内蒙古沙葱萤叶甲不同地理种群间的遗传分化和基因交流程度。【方法】应用5对微卫星引物分析了沙葱萤叶甲8个地理种群的遗传多样性、基因流和遗传分化。【结果】5个位点等位基因数为10~18,有效等位基因数为9.2796~16.0388,多态信息含量值为0.6760~0.8985,期望杂合度为0.3430~0.5284,说明所选5个微卫星位点均为高度多态性位点。8个种群的期望杂合度为0.2216~0.3701,平均值为0.2680;种群间遗传分化系数为0.1244~0.4116,平均值为0.2521;种群间基因流为0.3574~1.7596,平均值为0.9622。8个地理种群根据遗传距离聚为3个分支,遗传距离与地理距离呈显著的正相关关系(r=0.4854,P=0.0180)。【结论】沙葱萤叶甲种群遗传多样性低,不同地理种群之间基因流较小,遗传分化程度高;沙葱萤叶甲迁移能力弱和地理阻碍可能是限制其基因交流和导致遗传高度分化的主要原因。     

我国粘虫种群的微卫星位点筛选及遗传多样性分析

【目的】筛选适用于我国粘虫Mythimna separata种群遗传学研究的微卫星位点,从分子水平揭示粘虫种群的遗传多样性。【方法】利用已报道的微卫星标记及本实验室粘虫转录组测序的SSR序列,采用PCR产物荧光标记与自动扫描分型方法,分析各位点在我国河南、陕西、山西3个省份的7个粘虫地理种群200头试虫中的扩增稳定性和多态性。【结果】7个粘虫地理种群有7个位点能稳定扩增且具有较高的多态性。这7个位点等位基因丰富度(Ar)为4.167~12.402,观测杂合度(Ho)平均为0.640,期望杂合度(He)平均为0.752,多态信息含量(PIC)为0.547~0.884;各位点均存在无效等位基因且偏离哈迪-温伯格平衡,所有成对位点不存在显著连锁不平衡情况。【结论】从来自河南、陕西、山西的7个不同粘虫地理种群中成功筛选了7个能稳定扩增的SSR位点,且在这7个不同的粘虫地理种群中均具有较高的多态性,可用于我国粘虫种群遗传结构研究。粘虫不同地理种群间基因交流频繁,基因交流阻止了由遗传漂变引起的群体间分化,不同地理种群间遗传分化很低甚至不存在遗传分化。     

我国锈色棕榈象遗传多样性及遗传结构分析

【目的】外来入侵种锈色棕榈象是全国林业检疫性有害生物。本研究旨在探讨锈色棕榈象在我国的种群遗传结构和分化规律,旨在为今后锈色棕榈象传播蔓延控制提供一定依据。【方法】基于微卫星技术测定12个锈色棕榈象中国地理种群在9个微卫星位点上的序列,使用PopGen32、BOTTLENECK、STRUCTURE等软件对锈色棕榈象种群间的遗传多样性和遗传结构进行分析。【结果】12个地理种群中,有9个种群具有较高的遗传多样性(Nei''s平均值>0.5);瓶颈效应的检测结果显示,除云南蒙自的锈色棕榈象种群在近期遭遇了瓶颈效应以外,其他种群近期均未经历瓶颈效应;广西和江西的锈色棕榈象种群在大多数位点符合哈迪温伯格平衡,其他种群在9个微卫星位点中基本都偏离该平衡;12个地理种群在9个SSR位点的F_st值大部分都小于0.18,平均值为0.1769,基因流N_em为0.4332~2.1130;Structure和主坐标分析法(PcoA)将12个地理种群划分为3支。【结论】锈色棕榈象种群间主要的遗传变异发生在种群内部,种群间遗传变异的变化并不明显,大部分种群间存在频繁的基因交流;新入侵地江西新余和四川崇州的地理种群可能由福建传入。中国锈色棕榈象种群可能存在多个入侵源和入侵路径。     

中国南方茶棍蓟马地理种群遗传分化分析

【目的】基于mtDNA COI和COⅡ的联合序列,探讨中国南方茶棍蓟马Dendrothrips minowai地理种群的遗传多样性与遗传分化。【方法】利用MEGA 6.0, DnaSP 5.10和Arlequin 3.5.2.2等软件对中国南方茶棍蓟马8个地理种群遗传多样性、遗传分化、基因流、分子变异及地理距离与遗传距离的相关性进行分析,并推断群体演化历史。【结果】茶棍蓟马mtDNA COI和COⅡ序列均具有明显的AT偏好性,COI和COⅡ联合序列的长度为1 146 bp,共有22个单倍型。中国南方茶棍蓟马总群体遗传多样性较高,表现出高单倍型多样性(Hd=0.924)和低核苷酸多样性(π=0.00600)。8个地理种群总群体的遗传分化程度高(F_ST=0.84830),基因交流水平低(Nm=0.040),群体可能由于遗传漂变而发生明显分化。AMOVA分析显示,茶棍蓟马种群的遗传变异主要来自组间种群(F_CT=0.84922);Mantel检测显示地理距离与遗传距离存在显著的正相关(r=0.5029, P<0.01)。中性检验结果表明,除云南两个地理种群外的其他地理种群近期可能经历了种群扩张。【结论】中国南方茶棍蓟马地理种群遗传多样性较高,具有明显的遗传分化,基因交流较少;地理距离可能是影响茶棍蓟马地理种群遗传分化的主要因素之一。     

基于线粒体COI基因序列的大豆食心虫中国东北地理种群遗传多样性分析

【目的】大豆食心虫Leguminivora glycinivorella (Matsumura)是一种危害大豆的主要害虫,在中国北方地区危害较重。本研究旨在探讨大豆食心虫在中国东北不同地理种群间的遗传变异。【方法】测定了10个不同地理种群153个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (mtCOI)基因的657 bp序列,利用DnaSP 5. 0和Arlequin 3. 5. 1. 2等软件对大豆食心虫种群间的遗传多样性、基因流水平和分子变异进行分析。【结果】结果表明：10个地理种群间的COI基因共有36个变异位点和17个单倍型,其中1个单倍型为10个种群所共享。总种群的单倍型多样性指数Hd为0.456,各地理种群单倍型多样度范围在0~0.634之间。总群体的固定系数Fst为0.12545,遗传分化系数Gst为0.06326,总基因流Nm为3.49,且各种群间的基因流均大于1,种群间基因交流的水平较高。【结论】大豆食心虫种群内遗传多样性水平处于中低等水平。总群体和各种群的Tajima’s D检验结果皆不显著,说明中国东北地区大豆食心虫在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。AMOVA分子变异分析结果表明,大豆食心虫的遗传分化主要来自种群内部,而种群间未发生明显的遗传分化。各地理种群的单倍型在系统发育树上和中介网络图上散布在不同的分布群中,缺乏明显的地理分布格局。各种群的遗传距离与地理距离之间没有显著线性相关性,种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

基于线粒体COI基因的中国西南地区木领针蓟马地理种群的遗传分化分析

【目的】木领针蓟马Helionothrips mube近年来成为芋头Colocasia esculenta上的一种常见害虫。本研究旨在探讨其中国西南地区地理种群间的遗传变异。【方法】通过Sanger法测定了21个地理种群132头木领针蓟马的线粒体COI基因序列,利用MEGA, DnaSP, Arlequin和Network等软件对木领针蓟马种群间的遗传多样性、遗传分化、分子变异等进行分析。【结果】获得的木领针蓟马132条线粒体COI序列(643 bp)中共发现34个变异位点、16种单倍型,其中单倍型H1出现频率最高、分布最广。木领针蓟马总群体的遗传多样性较高(Hd=0.712, Pi=0.00413, K=2.655),遗传分化程度极大(Fst=0.3443),基因交流水平不高(Nm=0.96)。分子方差分析(AMOVA)表明,木领针蓟马的遗传分化主要来自种群内部,Mantel检测出种群地理距离与遗传距离呈正相关。总群体中性检验Tajima’s D值显著负值,Fu’s Fs值不显著,错配分布曲线呈多峰。综合种群间遗传距离、单倍型系统发育树及中介网络图结果,表明四川成都(CHD)、云南昌宁(CHN)和贵州遵义(ZY)3个种群的遗传分化程度均高于其他种群。【结论】中国西南地区木领针蓟马总群体的遗传多样性较高,遗传分化明显,种群间的基因交流受到地理距离的影响,总群体在较近的历史时期内没有出现扩张现象。     

迁飞性昆虫甜菜夜蛾遗传分化研究

【目的】甜菜夜蛾Spodoptera exigua逐渐成为世界性重要害虫,为明确甜菜夜蛾不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异。【方法】测定了采自15个地理种群154个甜菜夜蛾的线粒体COⅠ基因的547 bp序列,利用DnaSP 5.0、Arlequin 3.5.1.2等软件对甜菜夜蛾不同种群间的遗传多样性、遗传分化及分子变异进行分析,并建立单倍型系统进化树。【结果】在所分析的154个COⅠ序列中,共检测出5个单倍型,其中H1为各种群所共享种群内遗传多样性较低(Hd=0.172±0.041,Pi=0.00077±0.0002),种群内遗传分化相对较大(FST=0.3182),基因流水平较高(Nm=1.071)。中性检验结果不显著(Tajima’s D=-1.278,P0.10,Fu’s Fs=-1.660,P0.10),说明中国地区甜菜夜蛾在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。分子变异分析(AMOVA)结果表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内部(68.18%),而种群间未发生明显的遗传分化。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】甜菜夜蛾不同种群的遗传距离与地理距离间无显著线性相关性,不同种群间的基因交流不受地理距离的影响。这些数据表明,除了遗传因素之外,不同因素的组合,例如地理距离、环境条件和生理行为,可能在甜菜夜蛾种群内和之间形成变异中起重要作用。     

基于线粒体COⅠ、Cytb和COⅡ基因的中国草地螟不同地理种群遗传分化分析

【目的】揭示中国草地螟Loxostege sticticalis不同地理种群的遗传分化程度。【方法】采用PCR技术扩增中国西北和华北地区草地螟11个地理种群的线粒体COⅠ,Cytb和COⅡ基因序列,基于其序列变异及单倍型贝叶斯系统发育树和单倍型网络图分析,探讨不同地理种群间的遗传距离、分子系统发生关系及遗传分化程度。【结果】草地螟11个地理种群的线粒体COⅠ,Cytb和COⅡ基因序列分别有24, 12和69个变异位点(分别占总序列的3.6%, 2.7%和8.8%),检测到的单倍型分别为22, 14和16个,单倍型多样度(Hd)分别为0.7600, 0.5842和0.7341,核苷酸平均差异度(K)分别为1.704, 0.752和3.997,不同单倍型间的遗传距离平均值分别为0.004, 0.005和0.013。总种群的Tajima’s D和Fu’s Fs值皆不显著,表明草地螟不同地理种群间的遗传分化不明显,群体大小稳定。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树和单倍型网络图表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】草地螟各地理种群的遗传距离与地理距离间不具有显著的相关性,其遗传分化不明显。     

濒危植物翅果油树种群的遗传多样性和遗传分化研究

利用微卫星（SSR）标记对来自山西和陕西两省的7个翅果油树（Elaeagnus mollisDiels）种群进行遗传多样性和遗传结构研究。10对SSR标记共检测到126个位点,其中多态位点114个。在物种水平上,平均多态位点百分率为90.79%,有效等位基因数（Ne）、Nei基因多样性指数（H）和Shannon多样性指数（I）分别为1.6072、0.3166、0.4603;在种群水平上,多态位点百分率为61.99%,有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性指数（H）、Shannon多样性指数（I）分别为1.5445、0.2683、0.3815。遗传分化系数GST为0.2074,表明了翅果油树种群的遗传变异主要存在于种群内。基因流Nm为1.9111〉1,说明种群间基因交流可以阻止由于遗传漂变导致的遗传分化。聚类结果表明,翅果油树种群间的遗传距离与地理距离有一定的相关性,经Mantel检验,种群的地理距离与遗传距离之间呈正相关,但未达到显著水平（p〉0.05）。结果表明,遗传多样性水平与物种本身特性和不同干扰生境有关,濒危植物并不一定表现为遗传变异水平的降低。     

中国甜菜夜蛾地理种群的遗传分化与基因流

【目的】为了明确我国甜菜夜蛾Spodoptera exigua地理种群间的遗传分化及基因流,阐明该种害虫在我国的种群历史动态。【方法】本研究对采自我国20个地理种群的529头甜菜夜蛾样品进行线粒体COI基因序列测定与分析,利用DnaSP 5.0和Arlequin 3.11软件分析种群间遗传多样性、遗传分化、基因流水平及分子变异,构建了单倍型系统发育树与单倍型网络图。【结果】在所分析的所有529个序列样本中,共检测出10个单倍型,其中Hap_1为所有种群所共享。总群体遗传多样性较低（Hd=0.257±0.025,Pi=0.0007±0.0001,Kxy=0.323）,群体间遗传分化较小（F_ST=0.211）,基因流水平较高（N_m=1.870）。AMOVA分析表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内,种群间变异水平较低。各种群间遗传分化程度与地理距离无显著相关性（R²=0.005,P>0.05）。各单倍型相互散布在不同种群中,未形成明显系统地理结构。中性检验（Tajima’s D=-2.177, P<0.05; Fu’s F_S=-8.629, P<0.05)与错配分布分析表明,我国甜菜夜蛾种群曾经历种群近期扩张。【结论】研究结果揭示,甜菜夜蛾各种群间的基因交流并未受到地理距离的影响,验证了甜菜夜蛾具有高度的迁飞能力。     

枣飞象对枣树植物挥发物的EAG和行为反应

【目的】枣飞象Scythropus yasumatsui是枣树Zizyphus jujuba主要害虫。近年来,在陕西和山西枣区暴发成灾,造成了严重的经济和生态损失。本研究旨在明确枣树挥发性物质在枣飞象成虫化学通讯中的作用,为该虫植物源引诱剂开发和研制提供基础资料。【方法】利用顶空吸附法收集5个枣树品种(木枣、狗头枣、赞皇枣、骏枣和酸枣)的枣芽挥发物,采用气质联用(GC-MS)进行化学指纹谱的鉴定和分析;随后分别利用触角电位(electroantennogram, EAG)仪和Y型嗅觉仪测定枣飞象成虫对17种枣树挥发性物质的EAG和行为反应。【结果】5个品种枣树的枣芽中共鉴定出挥发性物质6类26种,包括9种萜烯类、6种酯类、4种醇类、4种烷类、2种醛类和1种酚类;不同品种枣芽挥发性物质种类和含量具有差异。EAG试验结果表明,枣飞象成虫对测试的17种枣树挥发性物质的EAG反应相对值有明显差异。枣飞象成虫对D-柠檬烯、正十三烷、正十四烷、正十五烷、壬醛、棕榈酸甲酯、油酸甲酯7种挥发性物质的EAG反应较强。当挥发性物质浓度为0.1~100 μg/μL时,随着浓度增加,枣飞象成虫的EAG反应相对值先增加后下降,刺激浓度为50 μg/μL时EAG反应相对值达到最大。50 μg/μL浓度下,枣飞象雌成虫对棕榈酸甲酯和壬醛EAG反应相对值分别为3.84和3.67,雄成虫对棕榈酸甲酯和壬醛EAG反应相对值分别为3.47和3.21,极显著高于对其他挥发性物质的EAG反应相对值。行为反应结果表明,枣飞象雌雄成虫对棕榈酸甲酯和壬醛有明显趋向性, 选择率均大于65%,雄成虫对十五烷有明显趋向性,雌雄成虫对其他供试的物质无明显趋向性。【结论】棕榈酸甲酯和壬醛对枣飞象雌雄成虫均有明显吸引作用,十五烷对雄成虫有明显吸引作用。结果提示棕榈酸甲酯和壬醛可能与枣飞象对不同品种枣树偏好性选择密切相关。     

Genetic Diversity of Sitobion avenae (Homoptera: Aphididae) Populations from Different Geographic Regions in China

Sitobion avenae is a major agricultural pest of wheat in China. Using microsatellite markers, we studied the potential gene flow, genetic diversity, genetic differentiation, and genetic structure of seven S. avenae populations from different regions of China (Beijing, Hebei, Henan, Hubei, Jiangsu, Shandong, and Shanxi provinces). The populations from Henan, Shandong, and Jiangsu showed high levels of genic and genotypic diversity. By contrast, the genic diversity in the Beijing and Hebei populations was much lower. Despite this low genic diversity, the genotypic diversity of the Beijing population was higher than that of all of the other populations, except those from Jiangsu and Shandong. Overall, the genetic divergence among the seven S. avenae populations tested was high, though there was almost no differentiation between the Shandong and Henan populations. We observed significant negative correlation between the strength of gene flow and the geographic distances among populations. Based on genetic analysis, the seven S. avenae populations studied can be divided into four distinct clusters; (i) Hubei, (ii) Shanxi, (iii) Beijing and Hebei, and (iv) Shandong, Henan, and Jiangsu. The present results provide a basis for potentially optimizing integrated pest management (IPM) programs in China, through adapting control methods that target biological traits shared by various populations of the same genotype.     

华东地区中华蜜蜂六地理种群的遗传多样性及遗传分化

目的】利用23对微卫星标记对来自于南昌、黄山、桐庐、费县、宜兴、武夷山6个华东地区的中华蜜蜂Apis cerana cerana种群进行遗传多样性及遗传分化分析。【方法】通过计算多态信息含量、平均杂合度、等位基因数、遗传距离、基因流、F 统计量等参数, 评估各中蜂种群遗传多样性和各种群间遗传分化。【结果】各座位的等位基因数为5（A014）至30（AP043）。所有种群均显示较高水平的期望杂合度, 其中, 武夷山中蜂最低, 为0.4280; 南昌中蜂最高, 为0.6329。各中蜂种群间存在极显著的遗传分化, 平均分化系数(Fst)为0.344。基于Nei氏遗传距离运用NJ聚类法将6个中蜂种群划分为3类。【结论】华东6个中蜂种群的遗传多样性较高, 遗传分化显著; 分析遗传分化与地理距离的关系发现, 华东6个中蜂种群间的遗传分化与地理距离不存在显著相关。     

茶园周边景观格局对茶小绿叶蝉种群遗传结构的影响

摘要: 【目的】研究不同茶园茶小绿叶蝉Empoasca onukii种群的遗传分化和基因流格局,探究其种群遗传结构差异和扩散特点及其与茶园景观格局的关系。【方法】以福建省安溪县为研究区域,在运用ArcMap10.5和R软件包raster分析研究区域景观组成和结构的基础上,选取周边景观格局不同的18个茶园采集茶小绿叶蝉(530个个体),基于23个微卫星位点对这些个体进行PCR扩增和基因型测定,采用ARLEQUIN 3.5.2, FSTAT 2.9.3和R软件包adegenet 2.0.0分析其遗传多样性和遗传分化情况;采用STRUCTURE 2.3.4和R软件包adegenet2.0.0中的DAPC程序分析其种群遗传分化;利用BAYESASS 3.0.4估算种群间最近几代的迁移率;同时利用景观遗传学的统计方法Mantel、距离矩阵多元回归模型(MRM)和一般线性模型(GLMM)将茶小绿叶蝉种群遗传分化与景观组成和景观结构的空间数据进行关联分析。【结果】供试18个茶小绿叶蝉种群的23个微卫星位点的等位基因数为9~52,等位基因丰富度(A_R)为3.686~4.397,基因多样性(D_IV)为0.676~0.734,期望杂合度(He)为0.659~0.729。聚类分析显示,有大量森林生境的西北部5个相邻样点的种群组成一个类群,有大量居民点和其他作物田分布的东北部的5个相邻样点的种群分为两个类群,而集约化种植模式明显的南部样点的种群也分成两个类群。两两种群间的Nei氏遗传距离为0.042~0.984,Provesti氏遗传距离为0.207~0.650,遗传分化指数F_ST为0.002~0.222。BAYESASS分析显示,种群间的现时基因流(Nm)相对较低,介于0.007~0.180,而在种群内部的基因流介于0.674~0.854。在此基础上,Mantel和距离矩阵多元回归模型分析显示,地理距离和采样点周围1 000 m范围内草地面积占比是与茶小绿叶蝉种群遗传分化有关的两个关键因子;一般线性模型分析进一步证实茶小绿叶蝉种群遗传分化与这两个关键因子线性关系显著,茶小绿叶蝉种群遗传多样性与采样点周围半径1 000 m范围内草地面积占比线性关系显著。【结论】结果说明研究区域内茶小绿叶蝉种群形成了明显的遗传分化结构和地理距离隔离格局,异地种群间现时基因交流受限明显,因此推测茶小绿叶蝉其自主扩散能力比较有限,不具有远距离迁飞的习性。茶园周围1 000 m范围内草地生境对茶小绿叶蝉种群的遗传多样性具有积极作用,茶园周边景观组成和尺度范围可能通过影响茶小绿叶蝉种群的扩散和定殖过程而与其种群遗传结构相关联。     

基于线粒体COI、Cytb和COII基因的中国草地螟不同地理种群遗传分化分析

【目的】揭示中国草地螟Loxostege sticticalis不同地理种群的遗传分化程度。【方法】采用PCR技术扩增中国西北和华北地区草地螟11个地理种群的线粒体 COI, Cytb和COII基因序列,基于其序列变异及单倍型贝叶斯系统发育树和单倍型网络图分析,探讨不同地理种群间的遗传距离、分子系统发生关系及遗传分化程度。【结果】草地螟11个地理种群的线粒体 COI, Cytb和COII基因序列分别有24, 12和69个变异位点(分别占总序列的3.6%, 2.7%和8.8%),检测到的单倍型分别为22, 14和16个,单倍型多样度(Hd)分别为0.7600, 0.5842和0.7341,核苷酸平均差异度(K)分别为1.704, 0.752和3.997,不同单倍型间的遗传距离平均值分别为0.004, 0.005和0.013。总种群的Tajima’s D和Fu’s Fs值皆不显著,表明草地螟不同地理种群间的遗传分化不明显,群体大小稳定。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树和单倍型网络图表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】草地螟各地理种群的遗传距离与地理距离间不具有显著的相关性,其遗传分化不明显。