五倍子蚜與寄主植物的遺傳多樣性及協(xié)同進化關系研究.pdf

1、蚜蟲類屬昆蟲綱Insecta，同翅目Homoptera，是典型的寄生性昆蟲，對寄主植物有嚴格的?；?，很多蚜蟲有轉移寄主、多態(tài)多型現象，大部分時期行孤雌生殖，其發(fā)生和演化，與寄主植物的發(fā)生和演化關系十分密切。 五倍子蚜是癭綿蚜科Pemphigidae五節(jié)根蚜亞科Fordinae倍蚜族Melaphidini蚜蟲，共有5屬14種，它們寄生于漆樹科鹽膚木屬Rhus 5種(包括2個變種)植物上，所形成的蟲癭一五倍子，是重要的醫(yī)藥和化工原

2、料。五倍子蚜的分類主要是根據五倍子的外形、成熟期、致癭蚜的生物生念學特性、形成位置以及對第一寄主較強的選擇性等方面進行的研究，不同的五倍子蚜寄生于不同的寄主植物上形成不同的五倍子。目前對五倍子蚜的研究主要是對其生物學特性的研究，包括形態(tài)、生殖、生活史、生活習性、生念學特性、環(huán)境條件對它的影響等。五倍子蚜對食物的?；愿鼜姡瑢佼惣闹魅芷谛?，整個生活史經歷性母成蚜、雌雄性蚜、干母、無翅干雌、有翅干雌(秋遷蚜)、僑蚜(春遷蚜)等蟲型，其第一

3、寄主樹只有漆樹科鹽肽木屬部分植物，冬寄主是提燈蘚科部分種類，倍蚜蟲生活史的不同時期除僑蚜在第二寄主蘚上越冬外，其余均是在第一寄主上度過的，且與第一寄主的?；暂^強，其中最重要的一種是寄生在鹽肽木上的角倍蚜。五倍子蚜與寄主植物彼此之間這種強的適應性顯示明顯的協(xié)同進化過程，主要是基于生物生念和形態(tài)觀察得到的結果，分子水平的協(xié)同進化研究還未見報道。 本研究從五倍子的主要分布區(qū)對應采集角倍蚜及其寄主植物鹽膚木標本，采用ISSR標記技術對

4、它們的種群遺傳結構進行檢測，同時分析其種群地理學結構，探討二者之問的協(xié)同進化關系；以五倍子蚜mtDNA COII、Cytb基因以及GenBank獲得的癭綿蚜科(包括五倍子蚜)、扁蚜科和蚜科的部分種類相應序列、寄主鹽膚木屬種的葉綠體DNA ndh F基因和trn L-F區(qū)以及核糖體ITS區(qū)序列作為分子標記，分別構建五倍子蚜和寄主植物種之間的分子系統(tǒng)樹，并進行比較分析，從分子水平上探討它們之間的協(xié)同進化關系。 本研究獲得以下主要結果

5、： 1)角倍蚜和寄主植物ISSR擴增所篩選出的引物不完全一致，但用同一引物擴增出的角倍蚜和寄主鹽肽木的條帶大小和數量明顯不同，均沒有種群特異帶出現。角倍蚜和寄主植物不同群體的個體之間的擴增譜帶存在不同程度的差異,不同引物之間無論是條帶的大小和數量均有較大的差異，差異的產生與種群及所使用的引物有關。 2)角倍蚜及其寄主植物在物種水平上，基因分化系數顯示僅有20％左右的 遺傳變異存在于種群間，種群內的變異較大，角倍蚜種群之

6、間的變異相對寄主植物種群之間的變異較大。 3)根據地理區(qū)分，將角倍蚜及其寄主植物8個種群各分為兩個組，AMOVA分析顯示，種群內個體間的遺傳多樣度高于種群之間的遺傳多樣度，組內變異遠高于組間變異。 4)將角倍蚜與寄主植物種群各自的8個種群構成的聚類結果不同，分簇明 顯有差異。將彼此之間的聚類關系進行比對，檢測兩者之間的對應關系，顯示角倍蚜種群與寄主植物種群之間沒有直接的對應關系。 5)為了檢測角倍蚜及其寄主植物

7、不同種群之間遺傳距離與地理距離之間的 相關關系，進行Mantel統(tǒng)計檢驗。結果說明，不論是角倍蚜還是寄主植物種群，其遺傳距離與地理距離均不相關。 6)角倍蚜及寄主植物的遺傳變異具有一致的變化趨勢，基于Mantel統(tǒng)計檢 驗探討角倍蚜及其寄主植物不同種群之間遺傳距離之間的相關關系，檢驗結果顯 示，它們之間也不具有相關性。 7)角倍蚜和寄主植物種群的總體分化程度相近(相近的Fst值)，表明8個 角倍蚜種群和寄主植物種

8、群具有相似的遺傳結構，顯示相似的基因流水平。 8)基于mtDNA基因部分序列建立的五倍予蚜部分種類分子系統(tǒng)進化關系 顯示，角倍蚜與倍花蚜親緣關系較近，與肚倍蚜相對較遠，癭綿蚜科、扁蚜科和 蚜科基本呈平行分布，該研究所用序列不足以將這幾個科的關系很好的分開。 9)由GenBank下載五倍子蚜寄主植物種基因序列，建立寄主植物及相關物 種之間的系統(tǒng)進化關系，與五倍子蚜的系統(tǒng)進化關系進行比較。發(fā)現這幾個五倍 子蚜與寄主植