常见蓟马的分子鉴定及中国3地区西花蓟马遗传差异分析

论文摘要

蓟马属于缨翅目,全世界大约有5500种,其中有记载的对农作物造成严重危害的蓟马仅占蓟马总数的1%。蓟马一般个体微小(<2mm),适生性强,繁殖率高,为害时隐藏于植物的各个部位,危害初期常不易被人发现,直到被危害作物显现出被害症状后才引起人们注意。某些蓟马还可以传播植物病毒,给农业生产带来更为严重的损失。传统的蓟马鉴定工作费时费力,尤其是蓟马在幼虫,蠕虫,及蛹期不容易通过形态特征被鉴定出来。这些都给鉴定工作增加了困难,容易导致鉴定错误。这对植物检疫和综合防治都不利。基于PCR技术的分子鉴定为物种的鉴定提供了新的手段,弥补了传统形态鉴定的诸多不足,可以检测物种间及同种个体间的细微差别。近年来,外来蓟马物种的入侵使得准确快速地鉴定蓟马成为迫切需要解决的问题。本研究第一部分用PCR产物直接测序法对入侵害虫西花蓟马和其他8种蓟马的线粒体基因COI 433 bp片段测序,获得62个个体的序列。分子数据分析显示:种内个体间平均遗传距离在0~0.005之间,2003年在北京发现的西花蓟马与欧洲等地区报导的西花蓟马不存在明显的遗传差异;9种蓟马种间平均遗传距离为0.213。构建的NJ树可以很好的显示蓟马的聚类,物种各单元型最初分支自展值均达到100%。结果表明,基于PCR及直接测序技术的分子鉴定可以达到准确鉴定蓟马物种之目的。本研究还根据实验得到的分子数据,以及从NCBI上搜索得到的相关数据,对蓟马的分子系统发育关系进行了分析,分析结果表明,基于线粒体COI部分片段构建的系统发育树,可以很好地对蓟马进行聚类,但对于准确确定某些种的系统发育地位还存在偏差。本研究第二部分用PCR扩增了分别在中国云南、山东泰安、北京采集到的西花蓟马COI 433bp片段和ITS2部分片段,分析了这三地西花蓟马的遗传差异,结果显示,这3地采集到的西花蓟马从COI序列上显示遗传差异,而在ITS2则差异不明显。为了更快速地鉴定入侵害虫西花蓟马,根据对3种花蓟马属蓟马的ITS2序列比对分析设计出对西花蓟马的特异引物,该特异引物经验证对西花蓟马特异,可以作为西花蓟马的诊断引物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 蓟马的危害
• 2 蓟马生物学特性
• 2.1 生殖
• 2.2 生长发育与变态
• 2.3 食性
• 2.4 迁飞、扩散及西花蓟马的入侵
• 3 蓟马的鉴定
• 3.1 基于蓟马形态特征的传统鉴定
• 3.2 基于线粒体DNA 序列的分子鉴定
• 3.2.1 动物线粒体基因组
• 3.2.1.1 基本特征
• 3.2.1.2 遗传与进化特点
• 3.2.1.3 线粒体基因组在系统发育和分子鉴定方面的应用
• 3.2.2 线粒体细胞色素c 氧化酶亚基I（COI）与DNA Barcoding
• 3.2.2.1 COI 基因的结构
• 3.2.2.2 COI 基因的遗传和进化特点
• 3.2.2.3 COI 基因在物种鉴别和系统发育方面的应用
• 3.2.2.4 DNA Barcoding 原理
• 3.2.2.5 DNA Barcoding 操作
• 3.2.2.6 DNA Barcoding 的争议
• 3.3 用于物种鉴定的另一常用分子标记——ITS2
• 4 DNA 序列分析
• 4.1 序列比对
• 4.2 系统发育重建
• 4.3 外群的选择
• 5 蓟马研究进展
• 第二章 基于线粒体COI 片段对几种常见害虫蓟马的鉴定与系统发育分析
• 1 材料与方法
• 1.1 标本采集
• 1.2 玻片标本的制作
• 1.3 形态鉴定
• 1.4 DNA 提取
• 1.5 PCR 扩增与测序
• 1.6 数据分析
• 1.6.1 计算遗传距离
• 1.6.2 构建系统发育树
• 2 结果与分析
• 2.1 序列测定与分析
• 2.2 构建系统发育树
• 3 讨论
• 第三章 存在于中国3 地区的西花蓟马遗传差异分析
• 1 方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第四章 针对西花蓟马特异引物的设计
• 1 西花蓟马ITS2 区种内保守性研究
• 2 西花蓟马与其近缘种花蓟马、禾蓟马ITS2 序列的比对
• 3 验证引物的特异性
• 4 讨论
• 参考文献
• 附件1 存在INDEL 的测序图谱
• 附件2 本研究中所扩增部分COI 序列
• 致谢
• 攻读硕士期间论文发表情况