基于SSR分子标记的辽宁地区甜菜夜蛾遗传变异与种群遗传结构

[目的]甜菜夜蛾Spodoptera exigua是我国重要的多食性害虫,已在辽宁等东北农作物产区造成了严重的经济损失.为明确辽宁地区甜菜夜蛾种群遗传变异与遗传分化,阐明其不同地理种群间的种群遗传结构.[方法]基于8对微卫星(SSR)引物对采自辽宁6县(市)的160头甜菜夜蛾样品进行测序与分析,利用GenAlEx 6.503、GENEPOP 4.0.1及STRUCTURE 2.3.4软件分析其种群遗传变异与种群谱系遗传结构.[结果]辽宁不同地区甜菜夜蛾遗传多样性较高(Ho=0.549,Ne=3.431,He=0.608),其中,沈阳(SY)种群遗传多样性最高(Ho=0.563,Ne=4.562,He=0.680).不同地理种群间甜菜夜蛾存在较低遗传分化(global FST=0.119,P＜0.05).朝阳凌源(LY)与大连(DAL)种群间的遗传分化程度最高(FST=0.210).UPGMA聚类树、PCoA及STRCTURE分析表明,葫芦岛(HLD)和大连(DAL)种群聚为1支;台安(TIA)、阜新(FX)、凌源(LY)及沈阳(SY)种群聚为另1支.此外,AMOVA分析表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内(78.0％),种群间变异水平较低(22.0％).[结论]辽宁不同地区甜菜夜蛾具有较高遗传变异与较低种群遗传分化水平,本研究为阐明该地区甜菜夜蛾虫源关系,并对甜菜夜蛾化学防治具有指导意义.     

拟环纹豹蛛不同地理种群遗传多样性的AFLP标记研究

为查明拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata不同地理种群的遗传多样性机制,应用AFLP技术对6个拟环纹豹蛛地理种群的遗传多样性进行了研究分析。8对引物组合扩增出1 038个AFLP条带,其中多态性条带占86.622%,全部个体显示了各自独特的AFLP图谱。AFLP标记的遗传多样性分析结果表明： 拟环纹豹蛛无论在物种水平(P=86.62%,H=0.2622,I=0.3101),还是在种群水平（P=73.0%,H=0.2155,I=0.2554）都表现出较高的遗传多样性。其中湖南长沙雷锋镇种群内遗传变异最大,云南高黎贡山福贡种群内遗传变异最小,华南北部（湖南、湖北、江西）地区拟环纹豹蛛遗传多样性明显高于华南南部（云南、海南）种群。据种群变异来源分析,有35.77%的遗传变异来自种群间,64.23%的变异来源于种群内（N_m=0.898）,不同地理种群显示出一定的遗传分化。分析认为海拔是影响拟环纹豹蛛遗传分化的重要因素,这为进一步明确我国稻田狼蛛优势种群在农药胁迫下的遗传适应性机制提供了实验依据。     

应用微卫星标记分析不同桔小实蝇种群的遗传多样性

为探究不同桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)地理种群的遗传变异、入侵来源和扩散情况,利用13对引物对中国南方10省区、泰国、夏威夷、菲律宾和老挝的30个桔小实蝇种群共180个个体的遗传多样性水平进行了研究。 Popgene32和NTSYS-pc2.10e软件分析结果表明：30个不同桔小实蝇种群的遗传相似度在0.3599~0.9153范围内。种群的Nei氏基因多样性指数平均为0.6464±0.1026,Shannon信息指数I平均为1.2845±0.2632, 提示桔小实蝇种群具有较丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示,福建地区和海南地区分别独立一支,广东地区和台湾地区种群聚成一支,而广西、泰国、湖南、云南、老挝、四川、 重庆和贵州地区聚为一大支系。据此提出泰国种群和老挝种群是最早入侵我国的种群,云南地区是最早的入侵地,广西地区可能为又一较早入侵地。     

小菜蛾不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究

为阐明小菜蛾Plutella xylostella不同地理种群的遗传多样性, 应用ISSR技术对我国小菜蛾8个地理种群的遗传多样性进行了研究分析。15条引物扩增出395条ISSR条带, 其中多态性条带占89.11%, 全部个体显示了各自独特的ISSR图谱。ISSR标记的遗传多样性分析结果表明： 小菜蛾无论在物种水平上（P=89.11%, H=0.2706, I=0.4286）, 还是在种群水平上（P=88.80%, H=0.2759, I=0.4349）都表现出较高的遗传多样性。其中, 北京南口种群内遗传变异最大, 海南海口和甘肃兰州种群内遗传变异最小, 南方地区（云南、 湖北）小菜蛾种群遗传多样性明显高于北方地区（北京、 天津、 山东、 黑龙江、 甘肃）种群。据种群变异来源分析, 有5.66%的遗传变异来自种群间, 94.34%的变异来源于种群内（N_m=8.3399）, 不同地理种群间没有明显的遗传分化。本文有关小菜蛾不同地理种群基因流动和遗传变异的研究为小菜蛾抗药性的控制及田间种群的综合防治提供了有价值的分子生物学依据。     

不同地理种群小菜蛾的遗传多样性分析

采用水平切片淀粉凝胶电泳方法,分析了北京、河北、云南和武汉4个不同地理种群的小菜蛾的等位酶,得到了3个酶系统（甘油醛磷酸脱氢酶（GPD）、苹果酸酶（ME）和苹果酸脱氢酶（MDH-1,MDH-2和MDH-3）5个基因位点的资料。用Biosys2.0软件计算了不同地理种群的遗传变异指标（N、A、P、H0和He）,结果表明小菜蛾各种群内的基因多样性大于各种种群间的基因多样性（约15倍）,武汉种群小菜蛾的遗传性最大。并计算了遗传距离D和相似性系数,并由此得出聚类图,分析了小菜蛾不同地理种群间的遗传关系。     

迁飞性昆虫甜菜夜蛾遗传分化研究

【目的】甜菜夜蛾Spodoptera exigua逐渐成为世界性重要害虫,为明确甜菜夜蛾不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异。【方法】测定了采自15个地理种群154个甜菜夜蛾的线粒体COⅠ基因的547 bp序列,利用DnaSP 5.0、Arlequin 3.5.1.2等软件对甜菜夜蛾不同种群间的遗传多样性、遗传分化及分子变异进行分析,并建立单倍型系统进化树。【结果】在所分析的154个COⅠ序列中,共检测出5个单倍型,其中H1为各种群所共享种群内遗传多样性较低(Hd=0.172±0.041,Pi=0.00077±0.0002),种群内遗传分化相对较大(FST=0.3182),基因流水平较高(Nm=1.071)。中性检验结果不显著(Tajima’s D=-1.278,P0.10,Fu’s Fs=-1.660,P0.10),说明中国地区甜菜夜蛾在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。分子变异分析(AMOVA)结果表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内部(68.18%),而种群间未发生明显的遗传分化。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】甜菜夜蛾不同种群的遗传距离与地理距离间无显著线性相关性,不同种群间的基因交流不受地理距离的影响。这些数据表明,除了遗传因素之外,不同因素的组合,例如地理距离、环境条件和生理行为,可能在甜菜夜蛾种群内和之间形成变异中起重要作用。     

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。     

内蒙古亚洲小车蝗种群遗传多样性的微卫星分析

亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus Bei-Bienko是我国北方草原和农牧交错区主要的害虫之一。为了从分子水平评价内蒙古地区亚洲小车蝗种群的遗传多样性和种群间遗传分化, 本文采用8对微卫星引物对内蒙古15个地点的亚洲小车蝗种群进行遗传多样性分析。结果表明： 各位点有效等位基因数为3.4517~13.2881, 多态信息含量值为0.5601~0.8563, Shannon氏多样性指数在0.7018~4.1789之间。15个种群的平均期望杂合度为0.6836, Nei氏期望杂合度为0.5303~0.6513, 群体遗传距离为0.1092~0.4235, 群体分化率Fst平均值为0.1612, 基因流Nm平均值为1.6164。8个微卫星位点均具有较高的多态性, 各种群间的遗传分化水平较大, 基因交流程度中等, 个体间的遗传变异大于种群间的遗传变异。15个不同地点的亚洲小车蝗种群根据遗传距离共聚为6支。种群间遗传分化与地理距离呈正相关关系。高山和沙漠对不同地区亚洲小车蝗种群的迁移具有阻碍作用, 可能是形成遗传分化的主要原因。研究结果从分子水平探索不同地区亚洲小车蝗种群间的内在联系, 为制定亚洲小车蝗的综合治理策略提供了分子生物学的基础资料。     

麦无网长管蚜不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究

为阐明麦无网长管蚜Metopolophium dirhodumus不同地理种群的遗传多样性,利用ISSR分子标记对6个地区（河北保定、定州、石家庄、邢台、邯郸,山东聊城）的麦无网长管蚜种群进行了遗传多样性研究。23条ISSR引物扩增出了297条清晰条带,其中172条（57.91%）具有多态性。遗传多样性分析结果表明：麦无网长管蚜群体间的遗传多样性（57.91%）高于群体内的遗传多样性（26.24%）,其中河北保定种群和河北邯郸种群的种群内遗传变异最小（24.92%）,河北石家庄种群的种群变异最大（41.75%）,河北和山东地区的种群（除河北石家庄）之间没有显著遗传差异。根据种群变异来源分析,有26.44%遗传变异来源于种群间,73.56%变异来自于种群内（Gst=0.2644）,不同地理种群间并没有出现分化现象（Nm=1.3910）。利用不加权算术平均法（UPGMA）对6个种群进行统计分析,构建进化树,发现6个种群分为了两大类,而其地理距离与遗传距离并不存在相关性,地理空间并未对其种群间的基因交流产生影响。麦无网长管蚜有较高的遗传多样性,而各个种群间并没有明显遗传分化的趋势。本研究有关麦无网长管蚜不同地理种群基因流和遗传变异将为控制麦蚜危害和田间综合防治提供必要的数据支持。     

江苏丰县甜菜夜蛾田间种群虫源性质分析

通过观察甜菜夜蛾雌蛾的卵巢形态和结构变化 ,将其卵巢发育进度分为五级 ,即乳白透明期 ( )、卵黄沉积期 ( )、成熟待产期 ( )、产卵盛期 ( )和产卵末期 ( )。气候资料分析表明 ,甜菜夜蛾在江苏丰县越冬存活率极低 ,个别年份甚至不能越冬。根据当地积温预测的发蛾期远远迟于黑光灯灯下见蛾期 ,表明初上灯蛾是外来迁入虫源。以卵巢解剖法对 2 0 0 2年江苏丰县田间种群虫源性质的研究表明 ,2、3代雌虫的交配率均在 80 %左右 , 级以上卵巢比例均高于 70 % ;而 4代甜菜夜蛾的交配率为 6 4 .80 % , 级卵巢比例为 4 5 .6 6 % ,再结合当地的发蛾特征 ,可知当年 2、3代甜菜夜蛾主要以外地迁入为主 ,4代主要以本地虫源为主。根据 1 998年以来历年发蛾特征的分析 ,表明甜菜夜蛾存在明显的迁飞现象     

甜菜夜蛾交配行为和能力

在(27±1)℃,光周期L14∶D10的条件下对甜菜夜蛾I>Spodoptera exigua的交配行为及能力进行了研究。结果表明：成虫在羽化当晚即可进行交配,交配率以羽化后头三个晚上的较高(>82%),但从第4天起则显著下降。成虫一天中的交配时间出现于23:30～05:30之间,交配高峰出现在01:30～02:30和03:00～04:00 之间, 其中以第1高峰的发生频率较高。成虫交配持续时间从22～191 min不等,但以30～60 min的为多(40.8%, n=97), 60～90 min的次之(19.4%),超过180 min的较少(10.2 %)。另外,交配持续时间与蛾龄紧密相关。蛾龄越大,交配持续的时间越长,且差异显著。雄蛾一生的交配能力由1～11次不等,但受性比的影响显著：在性比为1∶1的条件下,雄蛾平均交配次数仅为3.0 次,而在2♀∶1♂至5♀∶1♂时,则增加到5.1～6.0 次。雌蛾交配比例及次数受性比的影响也很大：没有交配的雌蛾比例从1∶1时的8.3%增加到5♀∶1♂时的32%,仅交配一次的比例从16.7%增加到38.7%,而交配≥5 次的比例则从 25%下降到0。最后,对这些结果在甜菜夜蛾防治中应用的可能性进行了讨论。     

中国甜菜夜蛾地理种群的遗传分化与基因流

【目的】为了明确我国甜菜夜蛾Spodoptera exigua地理种群间的遗传分化及基因流,阐明该种害虫在我国的种群历史动态。【方法】本研究对采自我国20个地理种群的529头甜菜夜蛾样品进行线粒体COI基因序列测定与分析,利用DnaSP 5.0和Arlequin 3.11软件分析种群间遗传多样性、遗传分化、基因流水平及分子变异,构建了单倍型系统发育树与单倍型网络图。【结果】在所分析的所有529个序列样本中,共检测出10个单倍型,其中Hap_1为所有种群所共享。总群体遗传多样性较低（Hd=0.257±0.025,Pi=0.0007±0.0001,Kxy=0.323）,群体间遗传分化较小（F_ST=0.211）,基因流水平较高（N_m=1.870）。AMOVA分析表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内,种群间变异水平较低。各种群间遗传分化程度与地理距离无显著相关性（R²=0.005,P>0.05）。各单倍型相互散布在不同种群中,未形成明显系统地理结构。中性检验（Tajima’s D=-2.177, P<0.05; Fu’s F_S=-8.629, P<0.05)与错配分布分析表明,我国甜菜夜蛾种群曾经历种群近期扩张。【结论】研究结果揭示,甜菜夜蛾各种群间的基因交流并未受到地理距离的影响,验证了甜菜夜蛾具有高度的迁飞能力。     

甜菜夜蛾的饲养方法介绍

介绍一种甜菜夜蛾的室内饲养方法 ,采用本方法累代饲养甜菜夜蛾 8代 ,平均蛹重达 1 1 2 .9mg ,平均化蛹率 97% ,平均羽化率为 91 .3% ,室内饲养结果表明 ,该饲养方法可用于室内大量饲养甜菜夜蛾     

幼虫密度对甜菜夜蛾生长发育与繁殖的影响

为了研究甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)幼虫的密度对其发育及繁殖的影响,本实验观察了5种幼虫密度下（1,5,10,20,30头/瓶）,幼虫发育和成虫繁殖情况。结果表明：幼虫和蛹历期、存活率和蛹重均差异显著。幼虫和蛹历期均以20头/瓶的最短,1头/瓶的最长,其余随幼虫密度增加而延长;幼虫至蛹存活率以10头/瓶的最高,其余随幼虫密度增加而降低;1头/瓶的蛹最重,显著高于其他密度的,其余随幼虫密度增加而下降。尽管密度间成虫羽化率和产卵前期均无显著差异,但成虫产卵量、寿命和畸形率差异显著。1头/瓶的产卵量最多,其次为10头/瓶的,其余随幼虫密度增加而减少,30头/瓶的产卵量显著少于其他密度的; 密度在1～20头/瓶范围内,雌蛾寿命均较短,显著短于30头/瓶的,而雄蛾寿命以5头/瓶的最短,显著短于其他密度的（10头/瓶除外）,10头/瓶的次之,其余密度间差异不显著;不同幼虫密度下羽化的成虫畸形率差异显著,10头/瓶的最低,其余随幼虫密度增加而升高; 生命表结果表明甜菜夜蛾在10头/瓶下世代存活率和种群增长指数均最高,幼虫密度过低或过高均不利于种群增长;世代存活率（S）和种群增长指数（I）与幼虫密度之间的关系均呈抛物线关系：S =－0.2087x²+2.5694x+211.52 (R²=0.88),I=－0.0552x²+0.9166x+54.168 (R²=0.95)。结果提示幼虫密度影响甜菜夜蛾种群动态的重要生态因子之一。     

甜菜夜蛾对虫酰肼抗性的生化机制

为了解甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)对虫酰肼的抗性生化机制, 采用活体测定法测定了甜菜夜蛾虫酰肼敏感种群、汰选种群和武汉自然种群体内解毒酶［羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs)］、保护酶［过氧化氢酶(CAT)、 过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD) ］以及与表皮形成相关的表皮酚氧化酶(PO)和几丁质酶的活性。结果表明: 汰选种群和自然种群CarE比活力分别是敏感种群的1.20和2.67倍, GSTs比活力分别是敏感种群的2.34和0.96倍。汰选种群CarE的Km值与敏感种群相比差异显著, 但V_max值无明显差异; 自然种群Km值和V_max值与敏感种群、汰选种群均存在极显著差异。酯酶同工酶电泳酶谱在迁移率、谱带数目、酶带染色深浅等方面均存在明显差异, 分析结果与CarE活力测定、酶动力学研究结果相符。与敏感种群相比, 汰选种群CAT和POD比活力差异不显著, SOD比活力显著增高; 自然种群3种酶比活力均显著增高; 自然种群和汰选种群均是SOD酶活力的变化较CAT和POD明显。汰选种群PO和几丁质酶比活力比敏感种群分别上升了37.64%和27.37%, 自然种群比活力分别上升了59.63%和60.29%。自然种群和汰选种群PO酶动力学常数均与敏感种群存在显著差异。     

Genetic effects on flight capacity in the beet armyworm,Spodoptera exigua (Lep., Noctuidae)

The beet armyworm, Spodoptera exigua, is an important migratory insect pest in tropical and subtropical regions worldwide. The current study investigated genetic variation in the flight capacity of both female and male moths, using a quantitative genetics approach. The offspring–parent regression showed that parents had a significant influence on the flight duration of offspring, and the heritability estimated as 0.302. The upward selection increased mean flight duration from 123.7 to 284.6 min in females and from 113.9 to 254.0 min in males during 8 h of flight test; by contrast, downward selection decreased it from 123.7 to 65.6 min in females and from 113.9 to 29.8 min in males, while it did not change significantly in either females or males of the control line over eight generations. The mean realized heritability was estimated as 0.432 based on upward selection but 0.130 on downward selection, suggesting the asymmetry of response to selection on flight capacity. Reciprocal crosses between the two selected lines confirmed the dominance of ‘long‐flying genes’ in the inheritance of flight capacity. A positive genetic correlation was found between increased flight duration and pupal weight. The presence of such additive genetic variance and covariance for flight capacity and the fitness trait, pupal weight, in the population of S. exigua may have underpinned the evolution of its migratory behaviour.     

甜菜夜蛾对虫酰肼的抗性选育、风险评估及交互抗性

虫酰肼是目前防治甜菜夜蛾Spodoptera exigua（Hübner）的一种主要杀虫剂,为评估其抗性风险,在室内进行了抗性筛选和交互抗性的研究。采用饲料感染法,在甜菜夜蛾饲养75代期间用虫酰肼筛选62代,与起始种群相比抗性上升39.2倍,与室内敏感品系相比抗性上升141.3倍。在筛选的早、中、后期,现实遗传力h²分别为0.1075（F₀～F₂₅）、0.2780（F₂₆～F₅₀）和0.0538（F₅₁～F₇₅）,整个筛选62代现实遗传力为0.1556。抗性种群筛选43次（F55）后停止用药筛选,饲养21代后,与敏感品系相比,抗性水平由63.5倍下降到21倍,抗性下降3倍。说明甜菜夜蛾具有对虫酰肼产生抗性的风险,且抗性衰退缓慢,短期内很难恢复到敏感水平。交互抗性测定结果表明,上述室内选育的抗性品系对甲氧虫酰肼具有71.4倍的高水平交互抗性,对阿维菌素具有13.1倍的中等水平交互抗性,对甲维盐、茚虫威和呋喃虫酰肼分别具有7.0、8.4和4.7倍的低水平交互抗性,但对溴虫腈交互抗性不明显（1.9倍）。结果提示： 间断交替使用虫酰肼可以延缓抗性的发展,但除溴虫腈外,虫酰肼和其他几种新型杀虫剂之间的轮用可能不是甜菜夜蛾抗性治理的有效策略。     

甜菜夜蛾HSP90基因克隆及高温胁迫下其表达量的变化

为阐明热激蛋白90（heat shock protein 90, HSP90）在甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)幼虫抵抗高温过程中的作用, 克隆了其HSP90基因cDNA全长序列, 并检测了在系列高温胁迫下不同龄期幼虫体内其相对表达量。根据已报道的热激蛋白90基因序列同源性设计简并引物, 利用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）结合cDNA末端快速扩增（RACE）技术成功克隆了甜菜夜蛾HSP90基因全长cDNA（GenBank登录号FJ862050）。该cDNA序列开放阅读框长2 154 bp, 编码717个氨基酸, 预测的相对分子量和等电点分别为82.6 kD和5.0。该序列具有HSP90家族的典型特征和特殊的功能结构域, 并且与多种生物的HSP90基因序列有较高的同源性。为了研究HSP90抵抗高温的作用, 构建荧光定量RT-PCR体系, 检测了37, 39, 41, 43和45℃胁迫下甜菜夜蛾不同龄期幼虫体内HSP90表达量的变化。结果表明, 高温胁迫对甜菜夜蛾幼虫体内的HSP90表达具有明显的诱导作用。幼虫体内HSP90表达量随着温度升高呈增加的趋势。43℃和45℃胁迫下, 各龄幼虫体内HSP90的表达量均显著高于常温（P< 0.05）, 但不同龄期之间没有显著差异。这说明HSP90在甜菜夜蛾幼虫抗高温中起到重要作用。