AFLP 分子标记技术的发展

AFLP分子标记技术是一种建立在PCR技术和RFLP标记基础上的新的DNA指纹分析技术,具有多态性丰富、结果稳定可靠、重复性好、所需DNA量少,且可以在不知道基因组序列的情况下进行研究等特点,现已被广泛用于构建遗传图谱、遗传多样性研究、系统进化及分类学、遗传育种和品质鉴定以及基因定位等方面。介绍AFLP技术的原理以及AFLP技术基础上条件的改进。     

山西省8种蝗虫8个种群的遗传学研究

采用水平淀粉凝胶电泳技术,对采自山西省蝗虫区系的优势种类;斑腿蝗科（Catantopidae）,斑翅蝗科（Oe-dipodidae）和网翅蝗科（Arcypteridae）3科7属8种蝗虫的11种酶进行了检测,共辨析出17个酶基因座位,并计算出等位基因频率和遗传距离,等位基因频率分析表明：Ao-I、Est-3,G3pd-1、Idh-2和Mdh-2基因座位的等位基因少,等位基因数目在种间变化较小,故推断其进化速率较慢,利用这些基因座位的保守特征,可作为分子标记研究较高级阶元的系统发育关系,而Gpi-1,Ldh-1和Me-1基因座位的等位基因多,等位基因数目在种内和种间差异较大,可以用作种,属间及种群间遗传结构的比较研究。对每个基因座位的各基因型进行χ^2检验,除Acp-1,Adk-1,Ao-1和Ao-2在部分蝗虫中符合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H-W平衡。在所研究的8种蝗虫中,多态位点百分率普遍较高（P=64.7%～94.1%）,但由于杂合子数目较少而使每个基因座位的平均杂合度降低（Ho=0.024～0.087）,对多态位点百分率分析发现：迁飞能力是影响蝗虫种间遗传变异的因素之一,具有迁飞能力的蝗虫（P=88.2%～94.1%）较非迁飞性蝗虫（P=64.7%～94.1%）表现出较高的遗传多态性,但也有例外,如中华稻蝗（Oxya chinensis）的P值高达94.1%,上述结果表明：由于迁飞行为可使个体暴露于各种不同环境,故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,因此,迁飞有利于维持迁飞性蝗虫遗传多态性的动态平衡。根据Nei的遗传一致度（I）和Roger的遗传距离（D）进行分析,结果与基于形态特征确定的分类阶元系统关系基本相符;即同属的小翅雏蝗（Chorthippus fallax）和白纹雏蝗（Chorthippus albonemus）具有最高的遗传一致度（I=0.813）和最小的遗传距离（D=0.336）,同位不同属间遗传一致度（I=0.798～0.559）和遗传距离（D=0.398～0.474）居中,科之间I值最小（I=0.523～0.479）,D值最大（D=0.505～0.523）,利用UPGMA对I值和D值进行聚类,所得两种聚类图在同属种间和同科属间的关系一致,但在科间关系有所差别,Roger的遗传距离（D）聚类树图表明：斑腿蝗科物种和斑翅蝗科物种间表现出较小的遗传距离（D=0.505）,而网翅蝗科与以上两科的遗传距离也极为接近（D=0.523）,综上所述,等位酶分析能较好地反映蝗虫同属种间和同科属间的亲缘关系,若能断更高阶元的系统发生,则需结合其他性状进行综合分析。     

AFLP分子标记技术在昆虫学研究中的应用

AFLP分子标记技术是一种建立在PCR技术和RFLP标记基础上的新的DNA指纹分析技术 ,具有多态性丰富、结果稳定可靠、重复性好、所需DNA量少、可以在不知道基因组序列的情况下进行研究等特点 ,现已广泛用于构建遗传图谱、遗传多样性研究、系统进化及分类学、遗传育种和品质鉴定以及基因定位等方面。该文介绍了AFLP标记技术的原理以及在昆虫学研究中的应用。     

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。     

中华稻蝗AFLP反应体系的建立与优化

以中华稻蝗为研究材料,提取到高质量的总DNA.通过优化酶切连接、预扩增、选择性扩增等实验条件,确定了AFLP银染技术方法,从而建立了中华稻蝗AFLP分子标记研究体系,得到了清晰的AFLP指纹图谱,为探讨稻蝗种间遗传学关系提供了新的技术手段.     

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。     

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。