中国南方双斑长跗萤叶甲地理种群遗传 结构及Wolbachia感染

【目的】双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica为多食性害虫,可取食为害多种农作物。本研究旨在探究中国南方地区分布的双斑长跗萤叶甲地理种群的遗传多样性、遗传结构及种群间的遗传分化程度与基因流水平,探究共生菌Wolbachia在中国南方双斑长跗萤叶甲地理种群中的多样性和感染情况。【方法】以线粒体COII基因作为分子标记,对中国南方双斑长跗萤叶甲14个地理种群403头个体的COII基因片段进行PCR扩增及测序,分析单倍型多样性(Hd)、种群间遗传分化指数(F_st)和基因流(Nm),并进行分子方差分析 (AMOVA)以及Tajima’s D和Fu’s Fs中性检验,构建单倍型中介网络关系图及系统发育树。PCR扩增Wolbachia的wsp基因,对供试种群进行Wolbachia感染率检测,并利用获得的wsp基因序列进行Wolbachia株系区分和系统发育分析。【结果】在供试的双斑长跗萤叶甲403头个体中共检测到23种COII基因单倍型,在系统进化上分成两大分支。总种群Hd为0.748,各种群的Hd在0.394~0.782间。中性检验结果表明种群在进化上遵循中性模型,在较近的历史时期内没有经历明显的群体扩张事件。总种群的F_st为0.2481,Nm为0.76,AMOVA结果表明种群间的遗传分化主要来自种群内部,占方差比率的73.75%。种群间的遗传距离与地理距离间无显著相关性(R=0.2898,P=0.0640)。14个地理种群的Wolbachia感染率在92.59%~100%之间,平均感染率为97.60%;基于wsp基因序列,在检测的感染个体中共发现6种Wolbachia株系(wMhie1~ wMhie6),均属于A大组,这6种株系与已知的代表性株系区别明显而在系统发生树中单独聚为一个分支。【结论】中国南方双斑长跗萤叶甲种群遗传多样性较高,多数种群间存在明显的遗传分化,种群间基因交流较低,遗传分化与地理隔离之间无显著相关性。Wolbachia在中国南方双斑长跗萤叶甲种群中具有很高的感染率及丰富的感染类群。     

温度对双斑长跗萤叶甲成虫寿命及繁殖的影响

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica（Motschulsky）已成为新疆北疆棉区的一重大新害虫,在室内5个恒温下（19、22、25、28和31℃）研究了温度对双斑长跗萤叶甲成虫寿命及生殖力的影响。结果表明,在19、22、25、28和31℃下雌雄成虫平均寿命分别为64.1、60.8、55.6、42.1和34.7d,雌虫平均寿命明显长于雄虫;温度对雌成虫产卵前期、产卵期及产卵量有影响,在前述19～31℃5个温度下,其平均产卵量分别为29.2、82.1、93.8、73.4和63.1粒/雌。     

双斑长跗萤叶甲触角感器的扫描电镜观察

利用扫描电镜观察了双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)成虫触角及其感器的形态与分布。结果表明:双斑长跗萤叶甲成虫触角为线状,由柄节、梗节和鞭节组成,鞭节有9节,其中,雄虫的触角比雌虫长;感器类型有毛形感器(1型、2型和3型)、刺形感器、锥形感器(1型和2型)、腔锥形感器、Bhm氏鬃毛、钟形感器共9种。雌雄成虫触角感器类型无差异,但雄虫触角上的感器分布要比雌虫的稠密。     

双斑长跗萤叶甲的发育起点温度与有效积温

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)已成为新疆北疆棉区的一重大新害虫,至今该虫各虫态的发育历期都不清楚。在室内5个恒温下(19,22,25,28和31℃),利用有效积温法则和"最小二乘法"对双斑长跗萤叶甲各虫态的发育起点温度和有效积温进行研究。结果表明,卵期、幼虫期、蛹期和产卵前期的发育起点温度分别为9.8,10.8,12.6和10.1℃;有效积温分别为1 182.2,401.2,111.9和269.0日.度;整个世代完成发育所需要的有效积温为1 971.6日.度,预测在新疆北疆1年发生1代。     

双斑长跗萤叶甲的嗜食性

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)是一种多食性害虫。目前该虫害已成为新疆北部大部分棉区一种新的主要害虫。通过非选择性实验研究双斑长跗萤叶甲在新疆北疆的取食范围,结果表明:在25科54属58种植物中,该虫喜食植物有25种,较喜食植物有21种,完全不取食的有12种。     

基于线粒体COⅡ基因序列的双斑长跗萤叶甲中国北方地理种群的遗传多样性研究

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica (Motschulsky)是自2001年以来在我国北方为害玉米呈加重趋势的一种害虫。为初步探讨中国北方不同地理种群间和种群内该害虫的遗传分化程度、 遗传多样性以及基因流水平, 对来自中国北方的26个不同地理种群的线粒体COⅡ (细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ) 基因片段序列的核苷酸多态性进行了研究。结果表明： 在515头个体的长度为484 bp COⅡ片段中共发现了28个变异位点和15种单倍型。单倍型间的系统进化分析发现, 15种单倍型主要分为两大分支。总种群单倍型多样性指数Hd为0.257, 种群内单倍型多样度在0.100～0.515范围内。总种群的Fst为0.585, Gst为0.417, 基因流Nm为0.35。AMOVA分子变异分析结果发现, 双斑长跗萤叶甲的遗传分化主要来自种群之间, 占方差比率的58.58%。实验总种群及大部分种群的中性检验符合中性突变, 说明我国北方双斑长跗萤叶甲在近期没有出现种群扩张现象。研究结果揭示中国北方双斑长跗萤叶甲不同地理种群间基因流水平低, 种群间已发生明显的遗传分化, 分化主要来自种群之间。     

双斑长跗萤叶甲越冬卵在玉米田的空间分布型

为明确双斑长跗萤叶甲越冬卵的空间分布型,2011年10月采用分层随机抽样法在山西省晋中市的玉米田对土壤中的越冬卵进行调查.通过频次分布检验、聚集度指标的测定、改进的Iwao m*-m回归分析法和Taylor幂法则对越冬卵在土壤中的空间分布型进行了分析,并对聚集均数(λ)进行检验,分析越冬卵聚集的原因.结果表明:双斑长跗萤叶甲越冬卵在土壤中的理论分布型符合负二项分布,各项聚集度指标均满足C＞1、CA＞0、I＞0、k＞0、m*/m＞1,空间分布图式在低密度下为聚集分布,基本成分为单个个体,个体间相互排斥.基本成分的相对聚集度随越冬卵种群密度而变化的速率为3.52m-15.61.种群密度越大,相对聚集度的变化速率也越大,而且聚集的程度随着卵密度的增大而增高.聚集均数(λ)的测定表明,聚集是成虫的产卵习性和田间植被的生长情况、土壤性质、温湿度等环境因子综合作用的结果.双斑长跗萤叶甲成虫主要在近土表的土壤中产卵,在距土表15 cm以上的土壤中,有94.2％的越冬卵分布在距土表0-10 cm的土层中,其中以距土表2-5 cm的土层中的卵量最多,平均每个样点有卵25.56粒,占总数的64.7％,显著高于其他深度土层的卵量.     

双斑长跗萤叶甲在玉米田的种群消长规律

【目的】明确双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)的发生规律,为双斑长跗萤叶甲的预测预报和综合治理提供科学依据。【方法】2011年通过田间系统调查对山西省忻州市和晋中市玉米田的双斑长跗萤叶甲的种群消长动态进行了系统研究。【结果】在山西省忻州市的玉米田,越冬卵在5月下旬开始孵化,幼虫以玉米根系为食,6月中旬为幼虫的发生高峰期,部分老熟幼虫开始化蛹,6月下旬成虫开始羽化出土,为害玉米叶片,8月初成虫种群数量达到最高峰,8月中旬以后随着玉米花丝大部分萎蔫,叶片开始衰老,玉米田间的成虫种群数量也急剧下降。10月中旬玉米田成虫基本消失,但是在杂草上还能发现少量的成虫。在山西省晋中市,玉米的生育期比忻州市晚10 d左右,双斑长跗萤叶甲的发生期也相对晚一些,但是种群数量的发生发展趋势基本是一样的。双斑长跗萤叶甲成虫在靠近杂草的玉米田边比在玉米田中部的发生更重,而在成虫的发生高峰期,田边和田中间的种群密度无显著性差异。【结论】双斑长跗萤叶甲在山西省1年发生1代,在山西省忻州市的发生期比晋中市的要早10 d左右,这与两地玉米田的不同的土壤性质、灌溉方式、玉米生育期等因素有关。