中国4种蝗虫不同种群的遗传分化

采用水平淀粉凝胶电泳技术,应用等位酶分析方法对采自我国山西、江苏、河北等地不同蝗区优势蝗虫种类3科4种8个种群的12种酶18个酶位点进行了检测,比较了4种蝗虫种群水平的等位基因频率变化和它们之间的遗传距离。等位基因频率分析表明：中华稻蝗和笨蝗各位点等位基因丰富,而长翅素木蝗和短额负蝗各位点等位基因较少。在所研究的4种蝗虫8个种群中,多态位点百分率普遍较高(P＝53．3％—100．0％),由于杂合子数目较少而使每个位点的平均杂合度观察值偏低(H。＝0．034—0．139)。受迁飞能力、繁殖方式和活动范围的限制,4种蝗虫的平均杂合度观察值表现出一定的差异：笨蝗较高(H。＝0．089—0．139),其次是中华稻蝗(H。＝0．073—0．090),而长翅素木蝗(H。＝0．0488—0．068)和短额负蝗(H。＝0．034—0．050)相对较低。除Adk-1、Ao-1、Idh-1、Ldh-1、Ldh-2和Me-1在部分蝗虫种群符合Hardy-Weinberg平衡外,其余绝大多数位点的基因型频率显著偏离H—W平衡,但短额负蝗的多个位点符合或接近H—W平衡,表明该种蝗虫在自然种群结构方面明显有别于其他种类。从4种蝗虫的F—统计量(Fst)看,笨蝗种群间基因分化程度最高(Fst＝0．32),其次是短额负蝗(Fst＝0．31),而中华稻蝗相对较低(Fsl＝0．20),长翅素木蝗种群间基因分化程度最低(Fsl＝0．18),利用非加权算术平均法(UPGMA)对I值和D值进行聚类,所得聚类树也证实了这种遗传分化差异,上述结果反映了迁飞能力、适应性和环境因子对不同蝗虫遗传分化的影响。Nei的遗传距离(D)和遗传一致度(I)进行的聚类分析基本符合传统形态学、细胞学等研究结果：即同属于斑腿蝗科的中华稻蝗和长翅素木蝗遗传距离最小(D＝0．559),遗传一致度最高(I＝0．576)。在3个科中,癞蝗科和锥头蝗科之间呈现较小的遗传距离(D＝0．776)和较高的遗传一致度(I＝0．776),而这两科与斑腿蝗科之间的遗传距离相对较大(D＝0．908),遗传一致度相对较低(I＝0．406)。等位酶分析能较好地反映蝗虫不同物种的亲缘关系和种内不同种群之间的遗传分化程度。     

宽翅曲背蝗两个地理种群等位酶的比较

采用水平淀粉凝胶电泳技术及应用等位酶分析方法,研究我国河北黄骅、辽宁葫芦岛宽翅曲背蝗两个自然种群的遗传多样性和遗传分化。在检测的11种酶15个酶基因座位中,Adk-I、Fbp-I、Mdh-2和G3pd-I基因座位的等位基因少,而Fbp-2、Mdh-I和Me-I基因座位的等位基因多。对每个基因座位的各基因型进行χ^2检验,除Mdh-I在辽宁葫芦岛种群、Adk-I在河北黄骅种群分别符合Hardy-Weinberg平衡外,其余绝大多数基因座位的基因型频率显著偏离Hardy-Weinberg平衡。两个种群之间存在明显的遗传多样性和分化：多态位点百分率分别为100％和93．3％,等位基因平均数分别为3．1和2．5,平均杂合度观测值分别为0．086和0．061。与其他非迁飞性蝗虫如中华稻蝗(Oxya chinensis)比较,这种蝗虫种群的平均杂合度较低但遗传多态性较高。结果表明：该蝗虫较强的跳跃能力可使个体暴露于各种不同环境,有利于维持种内遗传多态性的动态平衡,而种群保持较高的遗传多态性能增强该物种在不同栖息地的生存和繁殖能力。F-统计量表明两个种群之间的遗传分化相对较小,但这种分化显著高于迁飞性蝗虫如东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)。Nei的遗传一致度(I)和Roger的遗传距离(D)的结果分析揭示了两个种群之间较高的遗传一致度(I=0．904)和较小的遗传距离(D=0．256)。然而,在一些酶基因座位如Aep-I(Fst=0．462)和Pgi-I(Fst=0．182),F-统计值相对较大,遗传分化比较明显。     

中国东亚飞蝗四个地理种群遗传结构的比较研究

利用水平切片淀粉凝胶电泳技术,分析了不同蝗区东亚飞蝗四个地理种群的遗传结构。在检测的20个酶基因座位中,四个种群均表现出一定的遗传多态性, 多态位点的百分率普遍偏高 (P=70%～80%),但由于杂合子数目较少而使每个位点的平均杂合度观察值偏低(H_o=0.023～0.032)。对每个基因座位的各基因型进行χ²检验, 除 Adk-1、Gdh-1、G3pd-1和Pgm-1在部分种群符合Hardy-Weinberg平衡外,其余绝大多数基因座位的基因型频率显著偏离Hardy-Weinberg平衡。从F统计量看,四个种群之间的遗传分化较低(F_st=0.0606 )。它表明： 东亚飞蝗较强的长距离迁飞行为增加了种群之间的基因交流, 降低了种群之间的遗传分化。根据Nei的遗传一致度（I）和Roger的遗传距离（D）进行分析, 在山西临猗与山西永济(I=0.964, D=0.175)、河南中牟与江苏沛县种群(I=0.957, D=0.160)之间,呈现出较高的遗传一致度和较小的遗传距离。结果表明： 迁飞性蝗虫东亚飞蝗种群之间的遗传分化与地理距离呈正相关。     

基于线粒体ND2基因的中国斑翅蝗科部分种类分子系统学研究（直翅目：蝗总科）

本文的目的是通过对斑翅蝗科部分种类的线粒体ND2基因进行分析,重建斑翅蝗科昆虫的系统发育关系,并探讨分子系统发育关系和传统分类结果的异同。扩增并测定了我国斑翅蝗科10属16种蝗虫的线粒体ND2全基因1 023 bp的序列,对序列的碱基组成、转换颠换、系统发育信号等进行了分析。并基于ND2全基因序列数据,分别采用邻接法（NJ）、最简约法（MP）、最大似然法（ML）和贝叶斯法重建了10属16种蝗虫的系统发育关系。结果表明：斑翅蝗科蝗虫ND2全基因A+T含量平均为74.6%;痂蝗亚科和异痂蝗亚科没能得到区分,建议合并为一个亚科;而斑翅蝗亚科和飞蝗亚科的分类地位还存在争议。     

我国蝗虫的六大种群的遗传分化分析

我们可以用蝗虫的遗传多样性的变化来检测蝗虫种群的动态变化情况,这有利于研究蝗灾的发生于成为灾害的原理,有利于对蝗灾进行预报,进而有利于蝗灾的防治。对东亚飞蝗、大垫尖翅蝗、中华稻蝗、中华蚱蜢、亚洲小车蝗和黄胫小车蝗这六种蝗虫利用凝胶电泳的技术分析对其进行遗传分化分析,在所研究的12个基因座位中有有3个基因座在蝗虫的六大种群中均成呈单态分布,6个基因在在蝗虫的六大种群中呈多态分布,其余蝗虫的基因座位在这几个种群中至少有一个基因座位存在等位基因。研究表明六种蝗虫的遗传多样化水平均不高,我们可以通过蝗虫基因型和蝗虫等位基因频率的变化情况来对蝗虫种群进行检测,从而为防止蝗灾的发生提供指导和参考,进而提高防治效率。     

中国东亚飞蝗两个种群遗传分化的研究

采用水平淀粉凝胶电泳技术,分析了我国河北平山、辽宁葫芦岛两个蝗区东亚飞蝗自然种群的遗传结构。在酶谱分析的19个位点中,多数位点的等位基因数目较少,而位点Aat—l、Pgi和Mdh—2的等位基因数目相对较多。由于杂合子数目较少而使每个基因位点的平均杂合度降低(Ho=0．024和0．028)。对每个位点的各基因型进行x^2检验,绝大多数位点的基因型频率偏离Hardy—Weinberg平衡。较低的Fst值(Fst=0．021)表明两个种群的遗传分化程度不高。两个种群间较高的遗传一致度(I=0．991)和较小的遗传距离(D=0．092)也证实了上述结果。由此推测,该蝗虫较强的迁飞能力有可能增强种群间的基因交流,降低种群间的遗传分化。然而,在一些等位酶指标如位点Ao-2、Fbp—l、Mdh—2的等位基因频率分布、每个位点的平均等位基因数(A=2．5和2．7)和多态位点百分率(P=52．6％和57．9％)等,两个种群之间呈现出明显的差异。这也许与两个种群之间不同的生态环境条件和较远的地理距离有关。     

汉中地区三个自然保护区蝗虫种类调查

汉中有陕西长青国家级自然保护区、陕西洋县朱自然保护区和陕西省佛坪国家级自然保护区。经过调查,3个自然保护区共有蝗虫39种,隶属5科27属,其中锥头蝗科Pyrgomorphidae仅1属1种,斑腿蝗科Catantopidae8属16种,网翅蝗科Arcyperidae5属9种,斑翅蝗科Oedipodidae9属9种,剑角蝗科Acrididae4属4种。3个自然保护区中,斑腿蝗科物种和属的多样性较为丰富。3个自然保护区的蝗虫区系组成包括东洋区种类17种、古北区7种、两区共有种8种和秦巴山区特有种7种。秦巴山区特有种的相对数量比较多(179%),这反映出汉中自然环境的特殊性。     

基于线粒体COI基因全序列的直翅目部分类群系统发育关系分析

该研究基于直翅目56种昆虫的COI基因全序列构建了该目部分类群间的系统发育关系,同时也分析了COI基因编码的氨基酸序列构建直翅目系统发育关系的可靠性。将COI序列按照密码子一、二、三位点划分,分别计算PBS(partioned Bremer support)值,评估蛋白质编码基因密码子不同位点的系统发生信号强度。分析结果支持螽亚目和蝗亚目的单系性;剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,科间的遗传距离在0.107~0.153之间变化,与其他科相比遗传距离较小,符合将这5科合并为一科(即蝗科)的分类系统,瘤锥蝗科和锥头蝗科归为锥头蝗总科,癞蝗科单独成为一科,这也与Otte(1997)系统的划分一致。根据PBS值的大小推断密码子第三、第一位点对系统树分支的贡献比第二位点大,并且较长的序列含有较多的信息位点。研究也证实将各物种COI基因之间的遗传距离作为直翅目划分科级阶元的工具是可行的。     

蝗总科精子超微形态比较及其在系统分类上的意义（直翅目）

通过对８科１９属２３种蝗虫精子超微形态结构的观察和比较,发现其精子有４种类型。这４种类型精子间的主要差异反映在中心粒侧体及线粒体衍生体的超微形态结构方面。经过比较和分析,确认８科中癞蝗科种类（除友谊华癞蝗外）的精子最原始,斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科、槌角蝗科、剑角蝗科（除中华蚱蜢外）种类的精子最进化。根据精子的演化类型建立了蝗总科精子系统,在这个系统里蝗总科８科昆虫在演化趋势上可分为３大类群     

云南三种蝗虫雌或雄性首次记述

首次记述斑腿蝗科２种蝗虫的雄性：云南棒腿蝗Ｔｙｌｏｔｒｏｐｉｄｉｕｓ ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ Ｚｈｅｎｇ ｅｔ Ｌｉａｎｇ和筱翅黑背蝗Ｅｙｐｒｅｐｏｃｎｅｍｉｓ ｐｅｒｂｒｅｖｉｐｅｎｎｉｓ Ｂｉ ｅｔ Ｘｉａ。以及网翅蝗科昆明拟竹蝗Ｃｅｒａｃｒｉｓｏｉｄｅｓ ｋｕｍｎｉｎｇｓｉｓ Ｌｉｕ的雌性。３种蝗虫雌雄性分别采集于云南大理州邓川（２４５０ｍ）,祥云大白桥（１８５０ｍ￣２０００ｍ）和昆明宜良（     

蝗总科部分种类等位基因酶的比较研究

用水平淀粉凝胶电泳技术对采自山西太原黄陵、山西临猗伍姓湖及山西雁门关两科4种蝗虫的4个等位基因酶位点的基因频率进行了比较研究,并用BIOSYS-Ⅱ软件进行结果分析。结果表明：所研究种群的苹果酸脱氢酶（MDH）都存在两个位点,中华稻蝗的MDH-1还存在两条亚带。在所研究种群中的MDH-1图谱中,一个中等迁移率的谱带存在于所研究的4个种群中。东亚飞蝗在乳酸脱氢酶（LDH）和苹果酸酶（ME）中存在两个固定的等位基因,同时黄胫小车蝗在MDH-1中存在一个固定的等位基因,在MDH-2中存在一个独特的等位基因。在所有4个种群中,中华稻蝗遗传多样性水平最高（每个位点的等位基因数为3个,He=0.220）,黄胫小车蝗遗传多样性水平最低（每个位点的等位基因数为1.5个,He=0.013）。除中华稻蝗的MDH-1和LDH处于哈代-温伯格平衡,其余种群的4个位点的等位基因频率均不同程度的偏离哈代-温伯格平衡。等位酶数据表明这4个种群在系统发育关系方面是相近的,但在遗传多样性水平上却不同。     

华北2蝗区东亚飞蝗种群遗传结构的比较研究

利用水平淀粉凝胶电泳对采自天津北大港和河北黄骅两个相临蝗区的东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis)种群进行等位酶基因频率分析,比较了这两个种群的遗传结构,等位酶酶谱分析表明,19个基因座中4个基因座（Mdh-l,Pgm,Adk,G3pd)的等位基因频率变化很小,常见等位基因的频率均高于0．95,其他基因座有2－4个等位基因,但是两个种群的等位基因频率除两个基因座（Fbp,Got-2)外都很相似,多态位点的27个χ2检验表明,由于常见等位基因纯合子的高频率的和相应杂合子的缺乏,仅有北大港种群的2个基因座（Pgi,Got-1)符合Hardy-Weinberg平衡,在每个种群内的蝗虫存在明显的遗传变异,但在种群间遗传结构极为相似,多态位点的百分数P分别为73．7％和78．9％,每个基因座的平均等位基因数A为2．9和3．1,平均每个基因座的实际杂合度几乎相等（约为0．138）,F－统计量（FST＝0．053）也表明了两个种群间的遗传 一致性,遗传相似性系数（I）高达0．938,这些结果提示,这两个种群可能属于1 个大种群,在两个种群的一定位点上的遗传多态性和分化可能都与迁飞因素有关,因为东亚飞蝗的高度扩散能力有利于遗传结构的连续分布,高度的迁飞能力也导致个体暴露于各种不同的环境,而在种群水平上的遗传为异能增强种群在各种生态条件生存和繁殖能力,因此,迁飞有利于维持东亚飞蝗种群的遗传多态性的动态平衡。     

基于18S rRNA基因序列的直翅目主要类群系统发育关系研究

基于78种直翅目昆虫的18S rRNA基因全序列构建了直翅目各主要类群间的系统发育关系。本研究的结果支持直翅目的单系性,但不支持蝗亚目和螽亚目各自的单系性;直翅目下除蜢总科和蝗总科外各总科的划分多数与Otte系统相一致;蜢总科的单系性得不到支持;蝗总科的剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,各物种间的遗传距离差异不大,应合并为一科,即蝗科;本研究支持将Otte系统中蚱总科和螽蟖总科下各亚科级阶元提升为科级阶元;18S rRNA基因全序列可以作为划分科级阶元的工具,当位于同一分支上互成姐妹群的类群间的遗传距离超过1%时,这几个类群属于不同的科;但由于其在进化上的保守性,18S rRNA基因只能用于纲目等高级阶元间关系的研究,而由其获得的总科以下阶元间的关系并不可靠。     

Genetic variation and population structure of oriental migratory locust, Locusta migratoria manilensis, in China by allozyme, SSRP-PCR, and AFLP markers

Allozyme analysis, microsatellite primer PCR (SSRP-PCR), and amplified fragment length polymorphism (AFLP) techniques were used to assess genetic diversity and population structure of the Chinese oriental migratory locust, Locusta migratoria manilensis. A total of 299 PCR markers (67 SSRPs and 232 AFLPs) were detected in eight populations, of which 98.7% were polymorphic markers. The proportion of polymorphic loci (95.5-98.8%) by SSRP+AFLP markers indicated no significant differences between populations, and all populations exhibited a similar level of variability; results of the allozyme analysis demonstrated that 19 loci gave rise to a lower level of polymorphism (55.6-66.7%). The genetic distances between the populations were relatively low. Shannon's index and Nei's gene diversity showed low differentiation among the populations. Allozyme analysis, however, reflected greater similarity and smaller differentiation between the populations than those shown by SSRP and AFLP markers. Neighbor-joining dendrograms derived from both the allozyme and SSRP+AFLP markers showed that the genetic distances among Chinese oriental migratory locust populations were not greatly influenced by geographic distance and breeding habitats.     

新疆蝗总科区系研究

新疆现有蝗虫１５７种,它们分别隶属于８科６２属。在１５７种蝗虫中,古北种占绝对优势,有１２０种,其次为特有种,有３５种,广布种甚少,仅２种。在古北种中,中亚种最多,其次为泛古北种,而欧洲西伯利亚种、地中海种和东北种均很少。在８个科中,泛古北种在网翅蝗科中占优势,中亚种在班翅蝗科中占优势,斑腿蝗科在蝗总科中是相当大的一个科,在我国也占有很大优势,但在新疆其属种数量却很少。     

Genetic Variation and Population Structure of Oriental Migratory Locust, Locusta migratoria manilensis, in China by Allozyme, SSRP-PCR, and AFLP Markers

Allozyme analysis, microsatellite primer PCR (SSRP-PCR), and amplified fragment length polymorphism (AFLP) techniques were used to assess genetic diversity and population structure of the Chinese oriental migratory locust, Locusta migratoria manilensis. A total of 299 PCR markers (67 SSRPs and 232 AFLPs) were detected in eight populations, of which 98.7% were polymorphic markers. The proportion of polymorphic loci (95.5–98.8%) by SSRP+AFLP markers indicated no significant differences between populations, and all populations exhibited a similar level of variability; results of the allozyme analysis demonstrated that 19 loci gave rise to a lower level of polymorphism (55.6–66.7%). The genetic distances between the populations were relatively low. Shannon’s index and Nei’s gene diversity showed low differentiation among the populations. Allozyme analysis, however, reflected greater similarity and smaller differentiation between the populations than those shown by SSRP and AFLP markers. Neighbor-joining dendrograms derived from both the allozyme and SSRP+AFLP markers showed that the genetic distances among Chinese oriental migratory locust populations were not greatly influenced by geographic distance and breeding habitats.     

通辽市草地蝗虫物种多样性及分布研究

为蝗虫预测与综合防治提供参考,应用五点取样法、昆虫分类学和相关动物地理学方法对通辽各地蝗虫物种多样性及其分布进行研究。通辽共分布蝗总科7科12亚科37种,以斑翅蝗科Oedipodidae物种最多(14种),其次为网翅蝗科Arcypteridae(10种)。多样性分析表明扎鲁特旗具有最高的Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数,但均匀度最低;开鲁县具有最低的Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数。从科的分布范围看,剑角蝗科Acrididae、斑腿蝗科Catantopidae和斑翅蝗科在通辽各地均有分布;而癞蝗科Pamphagidae仅在扎鲁特旗有分布。从物种分布看,黄胫小车蝗Oedaleus infernalis Saussure和短星翅蝗Calliptamus abbreviatus Ikonnikov分布最广,其次为亚洲小车蝗Oedaleus decorus asiaticus B.-Bienko。从分布地区看,扎鲁特旗为物种最丰富(34种)。研究结果显示通辽市蝗虫物种多样性及分布特点与各地的草地面积和类型密切相关。     

陕西汉中地区蝗虫种类及区系特点

汉中地区的蝗总科昆虫有5科33属51种,锥头蝗科Pyrgomorphidae1属2种,斑腿蝗科Catantopidae9属19种,网翅蝗科Arcypteridae5属12种,斑翅蝗科Oedipodidae12属13种,剑角蝗科Acrididae5属5种。汉中地区蝗总科的昆虫以东洋界为主,共23种,占45.1%,其次为汉中地区特有种类10种,占19.6%,古北界和两界共有种类均为9种,均占17.6%。物种数量在各县区分布不均匀。     

九种杜鹃属植物的遗传分化研究

采用水平淀粉凝胶电泳技术 ,对 9种杜鹃属 ( Rhododendron)植物的遗传分化进行了初步研究。对 10个酶系统的 14个等位酶位点的检测表明 ,9种杜鹃花在种内个体间的遗传变异水平较高 ,多态位点比率数为 P=2 8.6%～ 57.1% ,等位基因平均数 A=1.3～ 1.9,平均预期杂合度 He=0 .111～ 0 .319,平均观察杂合度 Ho=0 .0 83～ 0 .381。种间的多态位点比率非常高 P=10 0 % ,这说明杜鹃属种间的遗传分化较高 ,具有丰富的遗传多样性。杂合性基因多样化比率 Fst=0 .683,表明各种间存在明显的遗传分化现象     

Genetic Diversity in Cymophyllus fraserianus (Cyperaceae), a Rare Monotypic Genus

Cymophyllus fraserianus (Fraser's sedge) is a rare perennial evergreen herb found in late-successional forest communities in the Appalachian Mountains of the U.S. Genetic diversity was assessed at 19 allozyme loci for 12 populations sampled from the southern and central portions of the range of this primitive monotypic genus. Species variation was comparable to that found for other narrowly distributed species, although mean population genetic diversity was somewhat higher. Sixteen of the 19 loci (84%) were polymorphic, with a mean of 46% polymorphic within populations. On average, 2.7 alleles were detected per polymorphic locus. Genetic diversity within populations (Hep) averaged 0.113, whereas species' genetic diversity (Hes) was 0.131. Although a twofold range of within-population genetic diversity (Hep = 0.075-0.158) was found, less than 13% of the genetic variation was distributed among populations (G(ST) = 0.129). An indirect estimate of historical levels of gene flow (Nm = 1.69) was consistent with the high mean genetic identity (mean I = 0.96) found between populations. Despite the relictual nature of C. fraserianus, its rarity and fragmented distribution, genetic diversity within the genus is typical of herbs with similar life-history characteristics. No association was found between geographic and genetic distances between populations (r = -0.01; p > 0.9), suggesting that present day populations are relatively isolated.