外来广聚萤叶甲地理种群分化及连续产卵选择的初步研究

论文摘要

广聚萤叶甲（Ophraella communa LeSage）起源于北美,是外来入侵豚草（Ambrosia artemisiifolia L.）的专食性昆虫。目前我国最早记录该叶甲的标本是2001年7月采自南京。该叶甲现已扩散至江淮、长江流域及其以南的一些地区,据模拟预测其适生范围的北线将达到我国华北和东北地区。外来物种在新的环境中发生快速进化已成为进化生态学研究的理想材料。为探究分布于我国不同地域的广聚萤叶甲种群之间的分化现状,本论文首先选择代表性地理种群进行了交配选择和杂交试验,然后通过利用分子生物学技术根据线粒体DNA-COI基因对不同地理种群间的遗传多样性进行了比较,获得以下主要结果和结论。1.广聚萤叶甲地理种群间交配选择及子代的发育表现为探究分布于我国不同地域的广聚萤叶甲种群之间的分化现状,本研究对来自南京、长沙和福州等3个地理种群的交配选择行为及杂交后代发育表现进行了研究。引入识别期的概念及其Cox风险比例模型,对选型交配数据进行分析。交配选择行为研究结果表明,在试验观察的6h内南京种群与福州种群间个体发生交配的概率显著低于对照（种群内雌雄个体间的交配）,但南京种群与长沙种群个体间发生交配的概率与对照无显著差异；南京和福州种群的雄性与同种群雌性交配选择次数显著多于与异种群雌性交配的次数,但南京与长沙种群间个体交配的次数与对照无显著差异。3个地理种群间个体杂交后代在卵孵化率、幼虫化蛹率和成虫羽化率等发育特性上与对照（种群内个体自交）无显著差异。根据研究结果推测,广聚萤叶甲南京种群与福州种群间在个体交配行为上存在着一定程度的交配前隔离。2.应用COI基因的部分序列对不同地理种群广聚萤叶甲的亲缘性分析为了研究不同地理种群叶甲之间的亲缘关系,采用COI与PCR结合,通过线粒体COI基因的5’端序列的DNA条码技术,研究了来自于滁州、南京、丹阳、长沙、南昌、广东、福州、韩国大田以及日本大阪等9个地区的广聚萤叶甲COI序列,结果发现除福州之外的8个地理种群在进化树中拟合成了一支,福州种群单独成为一支。根据研究结果推测,福州的叶甲与其它种群的叶甲已经产生了种下分化,而其余各个种群有着较近的亲缘关系。3.广聚萤叶甲对豚草植株大小的连续产卵选择为明确广聚萤叶甲雌虫产卵是否对豚草植株具有选择性,研究了广聚萤叶甲雌虫在不同大小（用株冠直径表示）豚草植株上的产卵选择,并观察了对不同密度豚草斑块的选择。多元方差分析结果表明,广聚萤叶甲产卵数量和卵孵化率在4种豚草排列顺序处理之间以及每种顺序处理的4株豚草之间存在显著差异,在连续4株豚草均为大植株上的产卵量显著低于连续4株均为小植株以及大、小植株混合的顺序处理,卵孵化率随顺序处理内大植株而提高、小植株而降低；卵粒大小在各处理之间以及处理内各植株之间均无显著差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 种群分化概述
• 1.1.2 种群分化的研究方法
• 1.1.3 植食性昆虫的产卵选择
• 1.1.4 广聚萤叶甲的概述
• 1.2 论文研究的目的、内容和方案
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 论文研究的设计方案
• 第2章 广聚萤叶甲不同地理种群间的交配选择及子代发育表现
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试植物与昆虫
• 2.1.2 不同地理种群间广聚萤叶甲选择性交配试验
• 2.1.3 不同地理种群间广聚萤叶甲的杂交试验
• 2.1.4 数据分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同地理种群广聚萤叶甲的选择性交配试验
• 2.2.2 不同地理种群广聚萤叶甲的杂交试验
• 2.3 讨论
• 第3章 应用COI基因的部分序列对不同地理种群广聚萤叶甲的亲缘性分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 主要试剂和仪器
• 3.1.3 叶甲总DNA的提取
• 3.1.4 PCR扩增体系和条件
• 3.1.5 PCR产物的纯化
• 3.1.6 连接和转化反应
• 3.1.7 序列测定和分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同地理种群叶甲mtDNA（COI）基因的序列组成分析
• 3.2.2 基于COI基因构建的系统发育树
• 3.3 讨论
• 第4章 广聚萤叶甲的连续产卵选择
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 供试植物与昆虫
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.3 数据分析
• 4.2 结果分析
• 4.3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢