7种紫胶虫的系统发育与分子进化分析（Homoptera：Tachardiidae）

论文摘要

紫胶虫是一种具有重要经济价值的资源昆虫，属同翅目Homoptera，蚧总科Cocoidea，胶蚧科Lacciferidae，胶蚧属Kerria，主要分布于印度、泰国、缅甸、中国、老挝、孟加拉国、巴基斯坦、越南等国热带和亚热带地区。全世界鉴定到种的紫胶虫有19种，本论文采用支序分类、染色体核型分析、核型似近系数的聚类分析和随机扩增多态性DNA（RAPD）分子标记、28SrRNA、EF1α基因序列分析等技术分别从形态、细胞和分子三个层次较为系统地研究了7种生产用紫胶虫的系统发育关系。 1．形态学研究：选择肛突长度、膊背抬起的高度等22个形态特征，以7种紫胶虫为内群，以格氏紫胶虫、杨梅翠胶蚧与白色角胶蚧作为复合外类群，进行支序分析，得到7种紫胶虫系统发育关系图。 从拓扑结构可以看出，中华紫胶虫形态特征较为特殊，首先从群体中分歧出来；其它6种紫胶虫又分成两大支系：信德紫胶虫、紫胶蚧具有紧密的姐妹群关系，汇聚在一起形成一个进化枝；在另一个支系中，尼泊尔紫胶虫最早从群体中分离出来，而田紫胶虫和云南紫胶虫关系更近，形成姐妹群再与普萨紫胶虫聚合。 2．染色体研究：使用空气干燥法进行染色体制片，在光学显微镜下分别观察7种紫胶虫的染色体形态，并统计染色体数量（2n=18）。通过专业软件IM50测量和计算染色体参数，对7种紫胶虫分别进行核型分析，比较各种间染色体的形态结构特征，建立每个虫种的核型模式图。 使用核型似近系数的聚类分析软件，计算出每两种紫胶虫之间的核型似近系数λ值与核型进化距离，用不加权算术平均组对法（UPGMA）进行聚类分析，并根据聚类结果建立将7种紫胶虫的聚类图，7个虫种分别归属为Ⅰ、Ⅱ两大分支：在第Ⅰ分支中，田紫胶虫与云南紫胶虫在λ=0.9688处首先聚为一类，这说明两个虫种的核型同源性最大，亲缘关系最近。信德紫胶虫与紫胶蚧核型似近系数λ为0.9533，亲缘关系紧密，聚在一起形成姐妹群。中华紫胶虫与田紫胶虫、云南紫胶虫的进化距离最近，三者聚合后再同信德紫胶虫与紫胶蚧形成姐妹群汇聚，形成第Ⅰ枝系。在第Ⅱ分支中，尼泊尔紫胶虫与普萨紫胶虫的核型似近系数为0.9441，构成姐妹群，这两个虫种与其它5种紫胶虫亲缘关系较远，从群体中分歧出来，形成单独的枝系。 论文中还讨论和对比了田紫胶虫红、黄两种色型雌虫的核型。经t-检验，证实两种色型在核型上差异不显著，为进一步弄清多色型现象的遗传规律积淀了初步研究资料。同时，本论文还对核型进化趋势以及核型与产胶质量的关系进行了初步的探讨，研究结果显示紫胶虫核型进化的方向从3B（或3A）到2B再到3B（或3A），即呈现从不对称向着对称再向着不对称的方向进化的趋势。从核型的对称性来看，分析结果显示不对

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究的目的和意义
• 1.1.3 项目来源与经费支持
• 1.2 国内外研究现状和评述
• 1.2.1 形态学水平
• 1.2.2 细胞学水平
• 1.2.3 分子水平
• 1.3 研究目标和主要研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第二章 7种紫胶虫的形态学观察与支序分类
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 研究结果
• 2.3 分析与讨论
• 2.3.1 7种紫胶虫系统发育分析
• 2.3.2 形态学特征与地质起源
• 第三章 7种紫胶虫的染色体核型分析
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验用试剂、药品及仪器设备
• 3.1.3 试验方法
• 3.1.3.1 染色体制片方法
• 3.1.3.2 染色体数目及核型标准统计分析方法
• 3.1.3.3 染色体核型近似系数的计算与聚类分析
• 3.2 研究结果
• 3.2.1 7种紫胶虫的染色体比较
• 3.2.1.1 紫胶虫染色体的二倍体数目
• 3.2.1.2 7种紫胶虫的核型比较
• 3.2.2 田紫胶虫红、黄两种色型的染色体比较
• 3.2.2.1 染色体形状与数量
• 3.2.2.2 核型分析对比
• 3.2.3 7种紫胶虫的核型近似系数聚类分析结果
• 3.3 分析与讨论
• 第四章 7种紫胶虫的RAPD分子标记分析
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 基因组DNA提取
• 4.2.2 样品DNA的电泳检测
• 4.2.3 用于RAPD扩增的随机引物筛选
• 4.2.4 RAPD—PCR反应体系的优化
• 4.2.5 RAPD—PCR反应程序
• 4.2.6 RAPD结果检测与记录
• 4.2.7 RAPD数据统计与分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 7种紫胶虫RAPD扩增结果
• 4.3.2 数据矩阵
• 4.3.3 遗传距离
• 4.3.4 聚类分析结果
• 4.4 结论与讨论
• 4.4.1 讨论
• 4.4.1.1 7种紫胶虫间的亲缘关系
• 4.4.1.2 RAPD技术的稳定性、重复性探讨
• 4.4.1 .3 RAPD用于紫胶虫系统学研究的优越性
• 4.4.1 .4 RAPO用于紫胶虫系统学研究的局限性
• 第五章 7种紫胶虫的分子进化研究
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验用试剂、药品及仪器设备
• 5.1.3 总DNA提取与基因片段PCR扩增
• 5.1.4 片段序列扩增产物的检测
• 5.1.5 基因片段序列扩增产物的回收与测序
• 5.1.6 基因片段序列比对
• 5.1.7 基因片段序列数据分析
• 5.1.8 数据的加权
• 5.2 研究结果
• 5.2.1 目的基因片段PCR扩增的电泳图谱
• 5.2.2 序列碱基组成和替换特征
• 5.2.3 基于核糖体28SrRNA数据的系统发育分析
• 5.2.4 基于核基因EF1α数据的系统发育分析
• 5.2.5 基于合并数据的系统发育分析
• 5.3 讨论
• 5.3.1 7种紫胶虫物种之间的系统发育关系
• 5.3.1.1 信德紫胶虫、紫胶蚧的紧密关系
• 5.3.1.2 云南紫胶虫的系统学位置
• 5.3.1.3 中华紫胶虫、田紫胶虫关系、尼泊尔紫胶虫、普萨紫胶虫之间的关系
• 5.3.2 两种基因在解决紫胶虫部分物种系统发育关系方面的应用价值
• 5.3.3 建树方法
• 第六章 总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附录