基于线粒体Cytb基因的意大利蝗遗传多样性分析

【目的】分析新疆荒漠半荒漠草原意大利蝗Calliptamus italicus不同地理种群的遗传多样性,探讨新疆意大利蝗持续严重发生的分子生物学机制。【方法】测定并获得意大利蝗10个不同地理种群的100条Cytb基因全长序列(1 140 bp),利用DnaSP 5.0和Arlequin 3.5软件分析种群遗传多样性、遗传结构、遗传分化与分子变异,并构建了最大似然法系统发育树及单倍型中介网络图。【结果】在100个序列样本中,共检测出54个单倍型。总群体单倍型多样度H_d为0.890,各地理种群单倍型多样度范围介于0.818-1.000,总群体固定系数F_(st)、遗传分化系数分别为0.017 8、0.018 9,总基因流N_m为13.84,种群间遗传差异(3.31%)远小于种群内的遗传变异(96.69%),结果表明,意大利蝗群体稳定,历史上未出现群体扩张,地理距离可能不是影响种群间遗传距离的重要因素。【结论】新疆意大利蝗不同地理种群间基因交流频繁,通过种群内遗传变异提高适应外界环境能力,可能是其持续严重发生的重要原因之一。     

基于转录组数据的意大利蝗微卫星位点分析与分子标记开发

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus (L.)是新疆荒漠半荒漠草原重要害虫。本研究利用已获得的意大利蝗转录组数据,鉴定其微卫星位点。【方法】使用MISA筛选SSR位点,利用Primer Premier 5设计引物,通过PCR扩增对引物进行验证。【结果】在意大利蝗转录组数据库中,共检测出156500个SSR位点,分布在126369条unigene中。其中,单核苷酸重复为60.88%,二核苷酸重复为23.58%,三核苷酸重复和四核苷酸重复分别为12.99%和2.04%。单核苷酸重复主要为A/T(44.38%),二核苷酸重复主要为AC/GT(12.99%)和AG/CT(8.05%)。基于筛选的SSR位点设计引物,随机挑选24对引物,对10个不同地理种群意大利蝗成虫DNA样品进行PCR扩增,共有6对引物扩增成功。【结论】本研究利用转录组数据发掘意大利蝗SSR位点,为意大利蝗分子标记、种群遗传及功能基因等研究奠定基础。     

中哈边境区域黑腿星翅蝗遗传多样性与遗传分化研究

【目的】为了明确中哈边境区域黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus Costa的遗传多样性,阐明其区域性发生的遗传机制。【方法】测定中哈边境新疆边境区域阿勒泰、塔城、博乐、伊犁等和哈萨克斯坦境内黑腿星翅蝗5个种群100个体的COⅠ基因全长序列(1 540 bp),利用DnaSP 5.0,MEGA 6.0和Arlequin3.5等软件分析种群遗传多样性与分化情况。【结果】共获得100条COⅠ基因序列,在5个地理种群中发现122个变异位点,包含69个单倍型,其中1个单倍型为4个种群所共享。种群间的遗传距离范围为0.001-0.086。总群体单倍型多样性指数H_d=0.987,各地理种群单倍型多样性介于0.973-0.995之间,总群体核苷酸多样性P_i=0.008 4,总群体的遗传分化系数G_(st)=0.004 5,总群体固定系数F_(st)=0.014 2,总基因流N_m=4.61。中性检验(Tajima's D=-1.553 3,P0.05;Fu’s Fs=-3.732 4,P0.05)结果表明中哈边境黑腿星翅蝗种群在较近的历史上没有出现群体扩张。单倍型网络图和NJ单倍型系统树结果一致,博乐种群与其他种群分化较明显,AMOVA分子变异分析结果表明中哈边境不同地理种群黑腿星翅蝗的遗传分化主要来自种群内部(98.56%),种群间变异水平很低(1.44%)。不同地理种群的遗传距离与地理距离间的相关性不显著。各单倍型散布在不同地理种群中,未形成明显的系统地理结构。【结论】中哈边境区域不同地理种群黑腿星翅蝗基因交流频繁,遗传分化程度低。     

意大利蝗对四种寄主植物的选择机制

意大利蝗(Calliptamus italicus)是新疆草原的优势危害蝗虫种类之一。本研究利用GC-MS和嗅觉仪分析了意大利蝗对其寄主植物冷蒿(Artemisia frigida)、沙漠绢蒿(Seriphidium santolinum)、黄花苜蓿(Medicago falccata)、黄花草木樨(Melilotus officinali)的选择机制。结果表明:4种植物所含的主要挥发油为萜类和醇类化合物,萜类化合物含量从高到低依次为冷蒿(51.76%)、黄花苜蓿(20.52%)、黄花草木樨(19.46%)、沙漠绢蒿(9.00%);醇类化合物含量从高到低依次为黄花草木樨(33.48%)、沙漠绢蒿(20.26%)、黄花苜蓿(16.80%)、冷蒿(1.74%);不同寄主植物对意大利蝗的引诱效果不同,引诱率从高到低依次为冷蒿(56.00%)、沙漠绢蒿(36.12%)、黄花苜蓿(30.47%)和黄花草木樨(10.00%);意大利蝗对4种寄主植物的采食量与植物体内总黄酮含量的关系表明,食量与植物体内总黄酮的含量呈负相关(r=-0.601),意大利蝗喜食黄酮类化合物含量较低的冷蒿,而对黄酮类化合物含量较高的黄花草木樨表现出驱避。研究表明,寄主植物中所含的萜类化合物对意大利蝗有明显的引诱作用,而醇类和黄酮类化合物则对意大利蝗有明显的驱避作用。     

雌雄意大利蝗耐高温差异及其生理生化响应对策

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus(L.)是新疆荒漠、半荒漠草原优势危害种类之一,前期研究表明其发生与新疆同期气候变暖显著相关,且野外自然种群雌性个体数量明显多于雄性。本研究进一步探讨了雌雄意大利蝗高温耐受性差异及其生理生化机制。【方法】采用生理生化研究方法,研究了在27、30、33、36、39、42、45和48℃不同温度处理下,雌雄意大利蝗体内自由水/结合水、海藻糖、游离蛋白质、不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和亚麻酸)6种抗逆保护物质的含量变化。【结果】不超过39℃时,雌雄死亡率差异不显著(P>0.05),超过39℃后雄虫死亡率显著高于雌虫(P<0.05),51℃时死亡率达到100%;随温度升高,雌雄意大利蝗体内6种物质的含量均呈先增后减的变化趋势。但不同温度处理下,雌雄成虫的自由水/结合水比值差异均不显著(P>0.05),海藻糖、油酸的含量差异均显著(P<0.05)。除45℃,雌雄体内亚麻酸的含量差异均显著(P<0.05);除27℃、48℃,雌雄体内游离蛋白质含量差异均显著(P<0.05),亚油酸的含量变化则无明显规律。不同温度胁迫下,雌雄意大利蝗体内6种物质增减速率不同,以不饱和脂肪酸物质积累速率最大,分别为82.53%(雌)、117.13%(雄)。【结论】雌、雄意大利蝗个体可通过积累不同种类的抗逆保护物质,以度过阶段性高温胁迫,且雌性具有较强的高温耐受能力。     

基于ITS和trnL-trnF序列的草木樨种群遗传多样性研究

以白花草木樨(Melilotus alba)和黄花草木樨(Melilotus officinalis)18个地理种群植物为材料,用ITS序列和trnL-trnF序列研究了2种草木樨不同种群间的遗传多样性。结果表明:(1)trnL-trnF序列对位后长度为459bp,其中包括6个变异位点,6个简约信息位点,G+C含量为33.1%;ITS序列对位后长度为714bp,其中包括5个变异位点,3个简约信息位点,G+C含量为48.9%。(2)在基于trnL-trnF序列构建的系统发育树中,2种草木樨能够形成单系分支,说明trnL-trnF序列在草木樨中的鉴别能力较强。(3)单倍型多样性以及核苷酸多样性分析表明,黄花草木樨的遗传多样性高于白花草木樨。     

不同地域小稻蝗mtDNA部分序列及其相互关系

测定了9个不同地理区域的小稻蝗Oxya intricata (Stal)共33个个体的线粒体DNA (mtDNA)细胞色素b基因部分序列,比较其同源性,计算核苷酸组成,并用瘤锥蝗科的曲尾似橄蝗Pseudomorphacris hollisi和斑腿蝗科的芋蝗Gesonula punctifrons作外群构建NJ分子系统树。在获得的小稻蝗432 bp的序列中, A+T约占70.3%,其中30个核苷酸位点存在变异(约占所测核苷酸的6.9%),有5个位点引起了氨基酸的变异。就每个氨基酸密码子来看,第3位点的A+T含量较高,达90.4%。由NJ树显示,小稻蝗mtDNA 细胞色素b序列不同单倍型之间有一定的分歧,形成不同的簇类关系,其分枝与地理分布没有直接的对应关系,但总体上看,这种簇类关系基本上呈平行分布,没有明显的地域性差别。     

内蒙古地区亚洲小车蝗不同地理种群的RAPD分析

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对内蒙古地区亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus(B.-bienko)9个不同地理种群90个个体进行扩增,8条随机引物扩增共产生了78条带,多态性片段为62条。对Nei′s基因多样性指数和遗传距离进行分析,结果表明:种群间的遗传分化系数为0.2343,即23.43%的遗传变异存在于种群间,种群内的遗传分化系数为0.7657,即76.57%的遗传多样性存在于种群内,群体内遗传多样性大于群体间遗传多样性。用NJ法对这3个种群的Nei′s遗传距离作聚类分析,结果表明亚洲小车蝗不同种群的遗传分化程度与地理距离具有正相关关系。     

基于mtDNA COI基因的系统分析表明栗属植物上隐藏瘿蜂种的存在

本研究利用mtDNACOI基因的部分序列对11种群不同寄主的栗瘿蜂Dryocosm us kuriphilus Yasumatsu遗传多态性进行了分析。在获得的660bp的序列中,变异位点(V)80个,包括简约信息位点(Pi)15个和自裔位点(Si)65个。T、A、C、G平均含量分别为30.6%、43.3%、13.7%和12.4%,A+T平均值为73.9%,远高于G+C的26.1%,表现出明显的A+T偏向性。为害锥栗的六步溪、大围山种群与茅栗、板栗的不同地理种群,以及为害欧洲栗的意大利Piedmont种群之间,基因序列完全一致或者遗传距离在0.3%以内,无论是NJ系统树还是UPGMA系统树均聚合在同一分支内,亲缘关系较近。而为害锥栗的采自福建省建瓯市水源镇的水源种群、福建省周宁县纯池镇的纯池种群,与其它各栗瘿蜂种群的基因序列差异较大,遗传距离均大于2%,在NJ和UPGMA系统树中水源种群和纯池种群均聚合为一单独的分支,与其它种群形成的分支互为姊妹分支。据此我们认为水源种群和纯池种群很有可能属于不同的物种,有进一步研究的必要。     

中华稻蝗不同地理种群遗传多样性的AFLP分析

为研究中华稻蝗种群遗传多样性和遗传结构, 文章对我国7省市的7个中华稻蝗种群进行AFLP分析。选取7对引物扩增128个个体, 共产生336条带, 多态性条带292条, 占86.90%。结果表明: 中华稻蝗种群具有较高的遗传多样性水平, 其中海南万宁种群的遗传多样性高于其他各种群。Mantel检验(r=0.27, P=0.89)表明中华稻蝗各种群遗传距离与地理距离间没有显著相关性。种群间具有明显的遗传分化现象。UPGMA(Unweighted pair group method average)聚类分析显示, 7个中华稻蝗种群按地理距离分为3支: 北方北京昌平、山西太原和山东济宁为一支; 南方陕西汉中、湖南长沙和广西来宾为一支; 海南万宁单独为一支。上述结果以及PCA(Principal component analysis)分析均表明由于地理隔离中华稻蝗种群显示出明显的南北分化和岛屿大陆种群遗传分化现象。     

东北地区亚洲飞蝗染色体核型分析

采用常规压片法对吉林省亚洲飞蝗Locusta migratoria migratoria(L.)的染色体核型进行分析.研究结果表明:亚洲飞蝗性别决定机制为X0型,染色体数目为2n♂=23,染色体组式4L+4M+3S+X,全部为端部着丝粒染色体,NF=23.染色体中最长(L1)与最短(S11)染色体之比大于4:1,臂比大...     

群居型、散居型意大利蝗形态特征的数量分析

意大利蝗Calliptamus italicus(L.)是新疆草原的主要危害害虫之一,为了从形态上精确区分群居型和散居型意大利蝗,本文用数值分类学的方法对两型成虫的10个形态指标和5个形态指标比值进行了数量分析.方差分析结果表明:两型成虫在所测量的10个形态指标上都存在着显著性差异(P＜0.05);形态指标比值中前翅长...     

小麦品种(系)对不同地理种群荻草谷网蚜的抗性

采用田间成株期自然感蚜法和室内苗期接虫法,鉴定12个小麦品种(系)对5个不同地区荻草谷网蚜Sitobion miscanthi(Takahashi)种群的抗性。结果表明,小麦品种(系)室内苗期的抗性表现与田间成株期基本一致;Amigo、KOK、北京837、铭贤169和红芒红对5个地理种群荻草谷网蚜的抗性表现相同,丰产3、中4无芒、JP①、晋麦31、L1、885479-2和小白冬麦对5个地理种群荻草谷网蚜种群的抗性表现则存在差异。研究表明我国荻草谷网蚜对抗蚜作物品种具有致害性分化。     

rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

为了探究柳穿鱼（Linaria vulgaris）不同地理居群的遗传多样性,利用叶绿体DNA的rpl32-trnL片段对包含62个个体的4个柳穿鱼地理居群遗传多样性进行了研究。结果显示：柳穿鱼4个居群中共检测到15种单倍型和76个变异位点,总遗传多样性较高（H_d=0.878,π=0.003 88,K=2.994）,遗传变异主要存在于居群内（51.49%）,隶属于柳穿鱼虫媒异交繁殖策略的遗传特征;不同地区柳穿鱼居群间遗传分化大（0.466 14）,居群间基因交流水平较低（0.29）;遗传分化程度与地理距离存在中等程度相关性但不显著（R² = 0.36,P > 0.05）。中性检验显示除合水居群（HS）在进化过程中经历过瓶颈效应（Fu and Li’s D=-2.450 49,P<0.05）外,其他居群进化过程符合分子进化的中性理论。本研究结果不仅揭示了繁殖策略、地理隔离及生境干扰等因素塑造我国北方柳穿鱼居群遗传多样性和遗传结构特征,而且也为今后柳穿鱼资源保护策略的选择提供了理论依据。     

茶条槭不同海拔种群的表型多样性

为了揭示茶条槭（Acerginnala）不同海拔种群表型变异程度和变异规律,以山西七里峪天然分布的茶条槭为研究对象,调查不同海拔种群的种实和叶表型性状,采用方差分析、相关分析、聚类分析等方法,分析种群的表型多样性。结果表明：17个表型性状中16个存在显著差异,占总表型性状的94.12%。在物种水平上各个性状表现出较丰富的变异,变异系数（CV）在7.05%～38.12%之间。茶条槭种群具有高的表型多样性（1.9253）,5个不同海拔种群的平均表型多样性指数为1.9022～1.9837。种群间的表型分化系数均值（13.79%）小于种群内变异（82.71%）,种群内的变异是表型变异的主要来源。各表型性状及表型多样性指数与土壤中的N、K、AN、AK、AP、OR、MC表现出显著或极显著的相关关系（P〈0.05）,但与海拔高度呈现出不显著的相关性。UPGMA聚类分析显示5个种群形成明显的两组,与其地理分布相一致。不同海拔种群所处微生境的异质性是引起种群间差异的主要原因。茶条槭种群内、种群间变异的利用对其遗传改良具有重要的意义。     

不同基因型水生植物对铵态氮和硝态氮吸收动力学特性研究

针对不同营养状况的富营养化水体修复而选择吸收养分效率较强的水生植物,采用改进常规耗竭法比较研究了6种不同基因型水生植物凤眼莲(Eichhornia crassipes Solms)、黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi)、再力花(Thalia dealbata Fraser)、美人蕉(Canna glauca L.)、水芹[Oenanthe javanica(Bl).DC]和豆瓣菜(Nasturtium officinaleR.Br.)对铵态氮和硝态氮吸收动力学特性。结果表明,不同基因型水生植物吸收铵态氮和硝态氮的动力学特性可用Michaelis-Menten方程来描述。在低浓度培养下,不同基因型水生植物对NH4+-N和NO3--N吸收的动力学参数Imax和Km差异较大,其吸收NH4+-N和NO3--N的Imax最大是水芹,其次是豆瓣菜;Km值最小的是水芹,其次是豆瓣菜;且水芹对NH4+-N和NO3--N不仅具有较强的亲和力,还具有较高的离子吸收速率。结果还表明,当介质中氮浓度较低时,水芹有优先吸收硝态氮的趋势,而豆瓣菜和再力花有优先吸收铵态氮的趋势。     

意大利蝗和西伯利亚蝗高温耐受能力及酶活性比较研究

【目的】阐明意大利蝗Calliptamus italicus和西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus高温耐受能力及酶活性差异。【方法】以3℃为间隔,将意大利蝗和西伯利亚蝗成虫分别在27~48℃、24~42℃下处理4 h后测定死亡率及POD、SOD和CAT活性值。【结果】27~42℃处理下,意大利蝗存活率显著大于西伯利亚蝗(P<0.05)。雌性意大利蝗的LT50、LT90分别为48.76℃和50.67℃,雄虫则分别为47.90℃和50.53℃;雌性西伯利亚蝗的LT50、LT90分别为39.21℃和42.10℃,雄虫则分别为36.11℃和41.43℃。随着温度升高,雄性意大利蝗和雌、雄西伯利亚蝗体内POD、SOD、CAT活性先升高后降低,雌性意大利蝗体内POD活性则先降低后升高。27~42℃范围内,西伯利亚蝗体内POD和SOD活性值增幅较大,分别达到54.69%、23.54%;意大利蝗体内则以CAT活性值增幅最大,为27.02%。【结论】两种蝗虫耐高温能力存在差异,意大利蝗具有更强的耐热能力。     

四种生物农药及其与二种化学农药混配对稻飞虱混合种群的防治效果

试验以喷雾法研究4种生物农药及其与2种化学农药组合混用对水稻褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)和白背飞虱Sogatella furcifera(Horvath)混合种群的防治效果。结果表明:0.36%苦参碱AS、0.5%藜芦碱WP、1.8%阿维菌素EC、400亿孢子/克白僵菌WP,分别以1500mL/hm2、3000g/hm2、900mL/hm2、1800g/hm2的制剂用量单独使用,只有阿维菌素效果较好,药后7、14d的防效分别达到了73.3%和82.3%,但与对照药剂48%毒死蜱EC1500mL/hm2和25%噻嗪酮WP750g/hm2的防效差异极显著。而4种生物农药与2种化学农药分别以单用剂量减半混合使用的8个处理中,①苦参碱+毒死蜱、②藜芦碱+毒死蜱、③阿维菌素+毒死蜱、④球孢白僵菌+毒死蜱、⑤苦参碱+噻嗪酮、⑥藜芦碱+噻嗪酮6种组配,药后1d的校正防效为81.8%～89.2%,3d为88.2%～96.5%,7d为95.6%～98.1%,14d为86.0%～97.8%。因此,以上生物农药与化学农药的6种组合混用可以有效防治稻飞虱低龄若虫。     

苦豆子不同居群染色体数目及核型分析

为了探讨苦豆子（Sophora alopecuroides）不同居群的染色体核型特征及进化关系,采用染色体常规压片技术分析了分布于内蒙古、甘肃、宁夏等6个自然地理居群的核型特征和进化趋势。结果显示：苦豆子6个居群的染色体数目恒定,均为2n=2x=36;染色体类型有中部着丝粒（m）和近中部着丝粒（sm）2种,除甘肃武威的居群3含有sm型染色体外,其余居群的染色体均为m型;染色体平均臂比为1.19~1.37,长度比介于1.72~2.19,核型不对称系数处于54.30%~57.17%;核型类型有1A、3A和2B三种;苦豆子居群3的核型不对称系数最大,进化程度较高,居群19（内蒙古鄂尔多斯）的核型不对称系数最小,进化程度较低。聚类分析显示,苦豆子6个参试居群聚集成A和B两大分支,分支A又可分为C和D两亚支,其中居群5（甘肃武威）和居群13（内蒙古阿拉善盟）聚为C亚支,亲缘关系较近,居群3单独聚为D亚支,与C亚支两居群的亲缘关系相对较远;分支B又可分为E和F两亚支,居群19和居群43（内蒙古鄂尔多斯）聚为E亚支,亲缘关系较近,居群17（宁夏银川）单独聚为F亚支,与E亚支两居群的亲缘关系相对较远。本研究从居群水平上探讨了苦豆子的染色体数目、核型特征和进化趋势,为今后苦豆子系统进化和种质资源遗传多样性研究提供了细胞学证据。