稻蝗属三近缘种间的生殖隔离机制及其进化意义

通过对日本稻蝗、中华稻蝗台湾亚种和小翅稻蝗的种间交配、交配后精子传送等的研究,探讨了其生殖隔离机制及其进化意义。结果表明： 有共同分布区域的日本稻蝗与中华稻蝗台湾亚种及日本稻蝗与小翅稻蝗的交配率显著低于种内交配,即使交配也无精子的传送,存在强烈的行为隔离和完全的机械隔离。分布不重叠的中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗之间,小翅稻蝗的雌虫与中华稻蝗台湾亚种雄虫的交配率显著低于种内交配,反向交配时则和种内交配率无显著差异;正反交配都能完成精子传送,显示出不对称、不完全的行为隔离,而无机械隔离的存在。分布不重叠的中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗生殖隔离的进化速度慢于分布重叠的日本稻蝗与中华稻蝗台湾亚种及日本稻蝗与小翅稻蝗。     

稻蝗属部分种类RAPD及其分子系统学关系

用经筛选的8个随机引物对稻蝗属(Oxya Audient-Serville)中的中华稻蝗(Oxya chinensis)、日本稻蝗(Oxyajaponica)、山稻蝗(0xya agaxisa)、短翅稻蝗(Oxya brachyptera)和小稻蝗(Oxya intricata)等5个种41个个体进行扩增,均扩增出特异性产物,在96条清晰稳定的扩增片段中,多态性片段为95条,种间共有片段1条(引物S362扩增的约850 bp的片段),所获片段的长度大小为200—2500bP,单个引物扩增的条带数在8-16之间,平均为12。根据扩增结果,应用SPSS软件包中的Between-groups linkage法进行聚类分析,得到5种稻蝗的分子系统树。结果显示：中华稻蝗与短翅稻蝗关系密切,日本稻蝗与山稻蝗关系较近,而小稻蝗与它们的亲缘关系较远。聚类图所呈现的种间关系与传统的形态及细胞分类学结果基本一致,5种稻蝗亲缘关系的远近程度得以清楚显示,说明RAPD技术在稻蝗属种间分子系统学研究中具有很好的适用性。     

日本稻蝗、中华稻蝗和赤胫伪稻蝗地理种群的RAPD遗传分化研究

运用10个RAPD引物对日本稻蝗(Oxya japonica)、中华稻蝗(Oxya chinensis)和赤胫伪稻蝗(Pseudoxya diminuta)的种群遗传分化进行分析。10个随机引物共产生135条带,扩增谱带具有明显的属、种间多态性。Shannon信息指数表明中华稻蝗遗传多样性水平较高(2．693),日本稻蝗次之(2.319),赤胫伪稻蝗最低(1．042)。中华稻蝗和日本稻蝗的不同地理居群出现遗传分化,由Shannon信息指数估算的种群间遗传分化系数分别为20．7％,42．4％。用UPGMA和NJ法对Nei’s遗传距离作聚类分析,构建分子系统树。系统树显示：同一种群的不同个体优先相聚,而后,同一种的不同种群依次相聚;日本稻蝗广西南宁种群和广东广州种群首先聚为一支,陕西西安种群和浙江杭州种群聚为另一支,两支相聚后与中华稻蝗聚在一起,最后与赤胫伪稻蝗相聚。聚类结果表明：不同地域日本稻蝗亲缘关系的远近与地理距离呈现一定的相关趋势,日本稻蝗与中华稻蝗亲缘关系较近,Nei’S遗传距离平均为0．142,而赤胫伪稻蝗与它们关系较远,Nei’s遗传距离平均为0．451。聚类图所显示的物种间亲缘关系的远近程度与形态分类学和细胞分类学结果相一致。     

山西省及邻近地区中华稻蝗5个种群RAPD分析及其亲缘关系

采用10条10bp随机引物对来自山西省临猗县(山西南部)、屯留县、太原市近郊(山西中部)、代县(山西北部)、内蒙呼和浩特市郊5个不同种群的中华稻蝗(Oxya chinensis)和广西南宁日本稻蝗(Oxya japonica)共64个个体进行了RAPD分析,探讨了中华稻蝗5个不同种群的亲缘关系。结果表明：10条随机引物对供试的64个个体共产生115条谱带。所获片段的分子量大小为200～2500bp,单个引物扩增的谱带数是5～15条,平均为12条。根据扩增出的RAPD图谱,运用SPSS软件包中的Between-groups linkage法进行聚类分析,聚类结果显示,中华稻蝗不同种群的个体优先聚为1类;供试中华稻蝗5个种群的系统树分为两大分支,山西临猗种群、屯留种群亲缘关系最近,首先相聚,然后与太原种群聚为一支,山西代县和内蒙呼和浩特2种群聚为另一支,两支相聚后与日本稻蝗相聚。表明供试中华稻蝗5个种群存在一定程度的差异,其亲缘关系的远近与地理距离之间存在一定的正相关关系。     

山稻蝗不同地域种群染色体C带核型研究

对我国分布的山稻蝗OxyaagavisaTsai不同种群进行了染色体C带核型研究 ,并对山稻蝗武夷山种群染色体C带核型进行了深入探讨 ,分析了其带型特殊性及该种群与其它山稻蝗种群染色体C带核型的区别与联系。同时通过对山稻蝗与中华稻蝗Oxyachinensis (Thunberg)、日本稻蝗Oxyajaponica (Thunberg)的形态、分布及染色体C带核型等方面的比较 ,探讨了该 3个种之间的进化关系 ,认为作为稻蝗属中的大型种类 ,上述 3个种之间有着较近的亲缘关系。染色体带型的实验结果表明 ,中华稻蝗为较原始的种类 ,而日本稻蝗和山稻蝗则可能是由原始中华稻蝗进化而来 ,其中日本稻蝗L2染色体的形成是由于原始中华稻蝗该染色体常染色质部分异染色质化的结果 ,山稻蝗L2染色体则可能是由于原始中华稻蝗该染色体近端部的臂间倒位所致。通过对武夷山山稻蝗的研究 ,对日本稻蝗和山稻蝗之间的近缘关系进行了分析和讨论。     

山稻蝗不同地域和种群染色体C带核型研究

对我国分布的山稻蝗Oxya agavisa Tsai不同种群进行了染色体C带核型研究,并对山稻蝗武夷山种群染色体C带核型进行了深入探讨,分析了其带型特殊性及该种群与其它山稻蝗种群染色体C带核型的区别与联系。同时通过对山稻蝗与中华稻蝗Oxya chinensis(Thunberg)日本稻蝗Oxya japonica(Thunberg）的形态,分布及染色体C带核型等方面的比较,探讨了该3个种之间的进化关系,认为作稻蝗属中的大型种类,上述3个种之间有着较近的亲缘关系。染色体带型的实验结果表明,中华稻蝗为较原始的种类,而日本稻蝗和山稻蝗则可能是由原始中华稻蝗进化而来,其中日本稻蝗L2染色体的形成是由于原始中华稻蝗该染色体常染色质部分异染色质化的结果,山稻蝗L2染色体则可能是由于原始中华稻蝗该染色体近端部的臂间倒位所致。通过对武夷山山稻蝗的研究,对日本稻蝗和山稻蝗之间的近缘关系进行了分析和讨论。     

网翅蝗科四种蝗虫的RAPD多态性研究

运用RAPD技术对网翅蝗科Arcypteridae 4种蝗虫24个个体的基因组DNA进行了多态性分析.在试用的24条随机引物中,筛选出11条引物用于4种蝗虫的随机引物扩增,共得到128条清晰稳定的扩增片段,每条引物的扩增片段数为10～13条,片段长度在100～2 000bp之间.根据扩增出的RAPD图谱,用UPGMA和NJ法对Nei's 遗传距离作聚类分析,构建分子系统树.聚类结果显示:同属的物种首先聚在一起;网翅蝗科4种蝗虫分为两支,竹蝗属Ceracris Walker的贺氏竹蝗Ceracris hoffmanni Uvrov、黑翅竹蝗Ceracris fasciata fsaciata(Br.-W.)优先聚为一支,隆额网翅蝗Arcyptera coreana Shiraki和宽翅曲背蝗Pararcyptera microptera meridionalis(Ikonn)聚为另一支.基于RAPD图谱的分子系统树所展示的物种间亲缘关系与传统的形态分类结果基本一致,此结果表明RAPD在科下不同属间亲缘关系的研究方面具有一定的可行性.     

日本稻蝗部分种群遗传多样性研究

采用随机引物扩增多态性分析方法,研究我国长江以南地理距离跨度较大的6个不同种群日本稻蝗Oxya japonica的种群遗传学关系.10条随机引物对57个日本稻蝗个体共扩增出131个片段,其中多态性位点为128个,总的多态位点百分率是97.7%.种群问的遗传分化系数表明:日本稻蝗的遗传变异大部分存在于种群内.Nei's遗传距离显示:日本稻蝗种群问的遗传距离存在较大差异,河北平山种群和云南种群遗传距离最大,为0.1715,广东广州种群和广西南宁种群遗传距离最小,为0.0770.聚类结果分析表明,地理上相距较近的种群优先相聚,遗传距离、地理距离和亲缘关系间呈现出一定的相关趋势.     

斑腿蝗科11种蝗虫RAPD带型的变异

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)技术研究了斑腿蝗科 8属 11种蝗虫RAPD带型的变异。在 2 3个随机引物中有 8个引物能扩增出清晰而稳定的RAPD带 ,扩增总带数为 148条。带型显示 :科内属间及属内种间多态性普遍存在。利用Nei&Li相似系数和UPGMA聚类法 ,构建斑腿蝗科不同属种的分子系统树。聚类结果显示 :属内的种各自先聚为一类 ,而 8个属间的系统树分为两大分支 ,这两个分支与这些属种的形态特征尤其是翅发达与否完全一致。第一分支的 2个属 (云秃蝗属和小蹦蝗属 )均为前翅退化型 ,第二分支的 6个属 (星翅蝗属、长夹蝗属、素木蝗属、胸斑蝗属、外斑腿蝗属、斜翅蝗属 )都是前翅发达型。     

基于线粒体Cyt b,16S rDNA和核28S rDNA的中国斑腿蝗科(直翅目,蝗总科)九亚科间的系统发育关系研究

基于线粒体Cytb、16S rDNA和核28S rDNA的部分序列的联合数据集,重建了中国斑腿蝗科9亚科26种蝗虫和癞蝗科笨蝗(外群)间的系统发育关系。结果显示:1)除黑蝗亚科、秃蝗亚科和切翅蝗亚科外,其余6亚科的单系性都得到支持;2)黑蝗亚科似乎应当与秃蝗亚科合并为一个亚科,且与其他几个亚科亲缘关系相对较远;3)凸额蝗属应该由切翅蝗亚科中独立出来;4)卵翅蝗亚科和稻蝗亚科是姐妹群;5)星翅蝗亚科、黑背蝗亚科、斑腿蝗亚科、刺胸蝗亚科及切翅蝗亚科中的凸额蝗属间的关系较近。     

Molecular cytogenetic characterization and chromosomal distribution of the satellite DNA in the genome of Oxya hyla intricata (Orthoptera: Catantopidae)

The genomic DNA of the grasshopper (Oxya hyla intricata) was subjected to electrophoresis after digestion with HaeIII, and the result showed two bands of highly repetitive DNA, approximately 200 and 400 bp in length. The 200-bp HaeIII-digested fragment was cloned and characterized by sequencing and fluorescence in situ hybridization (FISH). The results showed the presence of two distinct satellite DNA (stDNA) families: one consisting of a 169-bp repeated element having an A+T content of 60.9% and the other consisting of a 204-bp repeated element having an A+T content of 53.9%. No significant homology between the two stDNA families was observed. FISH showed that the chromosomal locations of these families are different from each other. The 169-bp element was located in the C-band-positive regions of the short arms of most of the chromosomes, whereas the 204-bp element was located in the centromeric regions of three chromosome pairs. These results imply that the origins of these two DNA families are different. The results of zoo-blot hybridization to the genomic DNA from four Oxya species, O. hyla intricata, O. japonica japonica, O. chinensis formosana, and O. yezoensis, suggest that the two stDNA families found in the present study are species-specific for O. hyla intricata.     

A molecular phylogeny of Oxya (Orthoptera: Acridoidea) in China inferred from partial cytochrome b gene sequences

The grasshoppers of the genus Oxya are well known to damage rice, sugar cane, and other crops, yet their phylogenetic relationships have not been examined with molecular data. In this study, we obtained the 432 bp DNA sequences of the mitochondrial cytochrome b gene from 91 individuals of nine Oxya species and two outgroups (Gesonula punctifrons and Acrida cinerea). Phylogenetic analyses for the molecular data set were then carried out using the maximum parsimony and neighbor-joining methods. The results showed that the nine Oxya species form four well-supported clades, which include (1) O. intricata and O. flavefemura; (2) O. japonica and O. bicingula; (3) O. agavisa; and (4) O. chinensis, O. brachyptera, O. adentata, and O. hainanensis, respectively. In particular, the monophyly of O. hainanensis and O. agavisa is strongly supported, respectively. However, O. flavefemura and O. intricata, O. bicingula, and O. japonica form paraphyletic groups, respectively, and O. chinensis, O. adentata, and O. brachyptera form a polyphyletic group, suggesting that they should be merged as few as three species.     

山稻蝗及相关物种Cyt b基因序列及其遗传关系

中国7个不同地理区域的山稻蝗Oxya agavisa共16个个体的线粒体DNA细胞色素b基因中间部分序列被测定,分析和比较,同时与小稻蝗O.inricata,日本稻蝗O.japonica和中华稻蝗O.chinensis相应序列进行比较,用瘤锥蝗科的曲尾似橄蝗Pseudomorphacris hollisi和蚱科的日本蚱Tetrix japonica作外群,构建了山稻蝗不同单倍型及其相关物种的NJ分子系统树。在获得的山稻蝗432bp的序列中,A＋T约占71．0％,其中9个核苷酸位点存在变异（约占所测核苷酸的2．08％）,但权有1个位点引起了氨基酸的变异,就每个氨基酸密码子来看,第三位点的A＋T含量较,达88．3％。分子系统树显示,山稻蝗6个单倍型聚为一个簇,彼此之间有一定的分歧,其分枝与地理分布没有直接的关系;该种与日本稻蝗关系较近,与中华稻蝗和小稻蝗相对较远。并对此进行了讨论。     

云南三种稻蝗基因组DNA的RAPD多态性分析

应用RAPD技术对采自云南龙陵两交水和腾冲曲石马鹿冲的24头稻蝗进行了基因组DNA多态性分析,10条随机引物共产生129条清晰、稳定的谱带.基于Jaccard相似系数,用Between-groups Linkage法得出的聚类图与基于Nei's遗传距离分别用UPGMA和NJ法构建的分子系统树基本一致:供试的所有稻蝗个体分为3个聚类簇:龙陵两交水的3、7～8号个体与腾冲曲石马鹿冲(海拔1450m)的8个个体聚为一支,龙陵两交水的1、2、4～6号个体聚为另一支,两支相聚后与腾冲曲石马鹿冲(海拔1 550 m)的8个个体聚为一起.形态学鉴定表明:龙陵两交水的3、7～8号个体为日本稻蝗,1、2、4～6号个体为小稻蝗,腾冲曲石马鹿冲(海拔1450 m)的8个个体均为日本稻蝗,腾冲曲石马鹿冲(海拔1550 m)的个体为有待进一步鉴定的未知种.形态学鉴定结果与聚类结果完全吻合,充分展示了RAPD技术在区分近缘物种方面的独到优势.比较不同采集地的日本稻蝗、小稻蝗的RAPD分析结果,发现云南的这两种稻蝗在同物种不同种群中的遗传多样性最为丰富,从一个侧面显示出我国云南昆虫的物种多样性及物种内部丰富的遗传多样性.     

野生稻和栽培稻的随机多态DNA(RAPD)分析

应用 RAPD方法对药用野生稻、普通野生稻、粳稻和籼稻进行基因组多态性分析。 1 2个随机引物共扩增出 1 3 2条 RAPD带 ,片段大小在 3 0 0～ 3 5 0 0 bp之间 ,其中有 1 0 6条表现出多态性 ,占总扩增片段的86.4%。根据遗传距离分析 ,用 UPGMA法构建了聚类树状图 ,结果表明 ,普通野生稻的遗传特性比药用野生稻更接近于栽培稻。     

海南主要普通野生稻的调查及利用RAPD技术进行鉴别分析

通过对海南现存的主要普通野生稻资源进行考察,报道了海南主要普通野生稻的最新生存状况;并用RAPD技术对其进行分析。从供试材料中筛选出具有多态性的RAPD引物13条,共扩增出155条带,其中多态性条带120条,多态性条带比率(PPB)值为77.42%。UPGMA聚类结果表明:海南主要普通野生稻之间遗传关系较复杂、差异较明显,并将海南主要普通野生稻资源划分为5个小类群,可以很好地将海南本地野生稻与收集保存的野生稻鉴别开来,为海南普通野生稻资源的合理利用与有效保护提供了重要依据。     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻(Oryza rufipogon)是稻属的重要组成部分, 具有许多优良性状, 是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测, 及ISSR和RAPD UPGMA聚类分析, 将云南普通野生稻划分为4个类型, 即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个, ISSR引物扩增出多态带113条, 多态性条带比率(PPB)为82.26%, RAPD引物共扩增出多态性条带76条, PPB值为76.77%, 两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r = 0.951)。此外UPGMA聚类结果表明, 云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。     

云南普通野生稻遗传多样性和亲缘关系

野生稻（Oryza rufipogon）是稻属的重要组成部分,具有许多优良性状,是水稻遗传改良的天然基因库。本研究通过对形态学性状的观测,及ISSR和RAPDUPGMA聚类分析,将云南普通野生稻划分为4个类型,即元江类型、景洪紫杆直立型、景洪绿杆直立型和景洪匍匐型。在供试材料中筛选到具有多态性的ISSR和RAPD引物各11个,ISSR引物扩增出多态带113条,多态性条带比率（PPB）为82．26％,RAPD引物共扩增出多态性条带76条,PPB值为76．77％,两种分子标记的分析结果呈极显著正相关（r=0.951）。此外UPGMA聚类结果表明,云南普通野生稻不同类型与其它地区普通野生稻之间的遗传亲缘关系差异明显。