赤眼蜂分子鉴定及其种群分化研究

论文摘要

赤眼蜂（Trichogramma spp.）是全世界害虫生物防治中研究最多、应用最广的一类卵寄生性天敌，广泛用于防治玉米、水稻、棉花、蔬菜以及森林害虫，在农业害虫防治的应用实践中，赤眼蜂蜂种的正确鉴别是取得良好防治效果的关键。近年来，随着分子生物技术的发展，国内外研究者曾用不同分子标记方法来进行赤眼蜂蜂种的分子鉴别，然而每种分子标记都有自己的不足，且赤眼蜂分子鉴定中用于序列分析的标记基因基本上为核糖体核糖核酸基因（rDNA），而有关线粒体DNA（mtDNA）的研究却鲜有报道。本研究对来自国内外多种不同赤眼蜂种及同种不同地理种群的线粒体DNA COⅠ、COⅡ和Cytb基因用于赤眼蜂种及种下阶元鉴定的可行性进行分析，实现基于mtDNA赤眼蜂种的准确鉴定。 松毛虫赤眼蜂不同地理种群、不同的生物型其生物学和生态学特性存在差异，在种群间及种群内可能存在有较大的遗传性变异，而这些差异显著影响生物防治的效果。同时，大量释放人工繁殖的松毛虫赤眼蜂可能改变本地野生种群的遗传组成，可能造成生态风险，应在大量放蜂前了解松毛虫赤眼蜂不同品系的地理分布和种群分化程度，然而运用传统的生物学方法难以解决此问题，随着昆虫分子标记技术的不断发展，有可能为赤眼蜂种下阶元研究带来新理论、新方法。本研究利用微卫星分子标记技术（SSR）对我国不同地理种群松毛虫赤眼蜂的种群分化和遗传结构进行分析，探讨了松毛虫赤眼蜂地理种群遗传结构与地理、气象因子的相关性以及共生菌Wolbachia在松毛虫赤眼蜂地理种群遗传多样性中的作用。 本论文的主要内容及取得的初步成果如下： 1．本研究成功测得了多种赤眼蜂不同种和不同地理种群mtDNA（COⅠ、COⅡ和Cytb）的基因序列，对赤眼蜂mtDNA基因序列从遗传距离和系统进化树进行分析，结果表明3个基因序列均适合赤眼蜂种一级的分子鉴定，不能用做种下阶元的区分，同时确定mtDNA Cytb基因为赤眼蜂蜂种鉴定的理想基因序列。 2．根据测定的赤眼蜂mtDNA-Cytb基因序列，利用引物设计软件设计了松毛虫赤眼蜂、玉米螟赤眼蜂、螟黄赤眼蜂和甘蓝夜蛾赤眼蜂4种赤眼蜂的蜂种鉴定特异引物，通过PCR反应筛选，确定引物Den2-F／Den2-R为松毛虫赤眼蜂的蜂种特异引物，引物Ostl-F＼Ostl-R为玉米螟赤眼蜂的蜂种特异引物，引物Chil-F＼Chil-R为螟黄赤眼蜂的蜂种特异引物，引物Bra2-F＼Bra2-R为甘蓝夜蛾赤眼蜂的蜂种特异引物，实现了基于mtDNA-Cytb赤眼蜂蜂种的分子鉴定。 3．在搜索Genbank中主要赤眼蜂属寄生蜂及与赤眼蜂亲缘关系相近寄生蜂微卫星

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 第一节 赤眼蜂应用基础研究概况
• 第二节 分子标记技术及其在赤眼蜂研究中的应用
• 第三节 立题背景
• 第四节 本研究拟解决的问题和创新点
• 第五节 本研究技术路线
• 第二章 赤眼蜂mtDNA序列测定及其基因序列分析
• 1 材料和方法
• 1.1 供试虫源
• 1.2 主要实验仪器及试剂
• 1.3 赤眼蜂基因组DNA提取
• 1.4 mtDNA基因片段特异扩增引物
• 1.5 扩增反应体系
• 1.6 扩增产物检测
• 1.7 测序
• 1.8 DNA序列数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 赤眼蜂DNA提取结果
• 2.2 PCR产物检测
• 2.3 赤眼蜂mtDNA的测序结果
• 2.4 赤眼蜂mtDNA基因序列差异
• 2.5 基于mtDNA不同基因序列建立赤眼蜂种内及种间的进化分歧矩阵
• 2.6 基于赤眼蜂mtDNA不同基因序列构建系统树
• 3 结论与讨论
• 第三章 基于mtDNA-cytb赤眼蜂的PCR分子鉴定
• 1 工具和方法
• 1.1 赤眼蜂蜂种特异引物设计
• 1.2 赤眼蜂蜂种特异引物的筛选
• 1.3 赤眼蜂蜂种的PCR鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 四种赤眼蜂的蜂种特异引物设计结果
• 2.2 赤眼蜂蜂种特异引物的筛选结果
• 2.3 赤眼蜂蜂种的PCR鉴定
• 3 结论与讨论
• 第四章 松毛虫赤眼蜂地理种群遗传结构及其影响因子分析
• 第一节 松毛虫赤眼蜂地理种群遗传结构的SSR分子标记分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试松毛虫赤眼蜂
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器
• 1.4 试验方法
• 1.5 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 单头赤眼蜂DNA的提取
• 2.2 SSR扩增反应体系的建立
• 2.3 引物的筛选
• 2.4 松毛虫赤眼蜂不同地理种群的遗传结构
• 3 小结与讨论
• 第二节 松毛虫赤眼蜂地理种群遗传结构的影响因子分析
• （一） 松毛虫赤眼蜂种群遗传结构与地理及气象因子的相关性
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 结论与讨论
• （二） 我国松毛虫赤眼蜂不同地理种群中Wolbachia的感染
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 结论与讨论
• 第五章 结论与讨论
• 1 主要结论
• 2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附录