沙棘木蠹蛾地理种群遗传多样性研究

论文摘要

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）是胡颓子科（Elaeagnaceae）沙棘属（Hippophae）灌木或小乔木,对比较恶劣的生态环境适应性强,是我国“三北”（华北、东北和西北）地区荒漠化治理和水土保持的先锋树种。沙棘富含生物活性物质,是多种医药品、保健品和化妆品的药食两用的重要资源型植物。我国沙棘林200万hm2,占世界的90%以上,对改善生态与环境、促进贫困地区经济社会发展具有重要意义。沙棘木蠹蛾（Holcocerus hippophaecolus Hua,Chou,Fang et Chen）属鳞翅目（Lepidoptera）木蠹蛾科（Cossidae）线角木蠹蛾属（Holcocerus）,是我国“三北”地区近10年来新出现的暴发性沙棘钻蛀性害虫,造成晋、陕、蒙、宁、辽、甘等省（区）约16万hm2的沙棘林枯死,成为制约沙棘发展的主要限制因子,影响到沙棘分布区生态安全和经济社会发展。近年来,对沙棘木蠹蛾的生物生态学特性、天敌种类与自然控制效能、性信息素的开发应用、营林控制和化学防治等方面的研究报道较多,但对沙棘木蠹蛾的成灾机制方面尚未涉及。对于沙棘木蠹蛾这样成灾面积与自然分布区域很广的害虫,利用分子生物学技术研究不同地区沙棘木蠹蛾种群的遗传学关系,可以探索各地沙棘木蠹蛾种群在数量和空间上的内在联系,为揭示其种群暴发成灾的机制奠定基础,从而为其区域性控制提供科学依据。本研究主要采用扩增性片段长度多态性（AFLP）分子标记技术对我国6个主要沙棘木蠹蛾危害区的地理种群进行了遗传多样性研究,主要研究结果如下:（1）对AFLP分析过程进行了实验条件优化,建立了一套适合沙棘木蠹蛾的反应技术体系。首先通过比较不同的DNA提取方法,确定了改良的蛋白酶K-SDS法,所提取的沙棘木蠹蛾基因组DNA样品纯度高、完整性好,可为AFLP分析提供高质量的DNA模板。从80对带有3个选择性碱基的EcoRⅠ/MseⅠ引物组合中筛选出了10对扩增条带清晰、多态性高的引物组合,为进一步的AFLP分析奠定了基础。（2）运用进一步选择得到的4对引物组合,建立了6个沙棘木蠹蛾种群共180个供试个体的AFLP指纹图谱,共获得可分析的总条带数284条,平均每个引物组合扩增清晰谱带数为71条。获得AFLP清晰谱带最多的引物组合E1/M3达80条,最少的引物组合E2/M1为61条。（3）根据试验获得的DNA指纹图谱,用系统聚类法对这些群体进行聚类分析的结果表明,这几个沙棘木蠹蛾的地理种群存在着一定的遗传多样性,但Nei基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）的AFLP统计结果,都显示出沙棘木蠹蛾的遗传多样性主要存在于群体内部。（4）根据沙棘木蠹蛾遗传距离进行的UPGMA（Unweighted Pair Group Method with Arithmetic means）聚类分析结果显示,亲缘关系的远近可以分为三组:山西右玉与河北丰宁、陕西吴起与内蒙古东胜、宁夏彭阳与辽宁建平。即山西右玉种群和河北丰宁种群亲缘关系最近,并且,这两者与宁夏彭阳和辽宁建平的聚类亲缘关系最远。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 沙棘属植物及其综合效益
• 1.1.1 沙棘属植物的起源与分布
• 1.1.2 沙棘属植物的生物生态学特性
• 1.1.3 沙棘开发的效益、现状与问题
• 1.2 沙棘病虫害研究概况
• 1.2.1 俄罗斯对沙棘病虫害的研究
• 1.2.2 加拿大的主要沙棘病虫害
• 1.2.3 印度的主要沙棘病虫害
• 1.2.4 中国对沙棘病虫害的研究
• 1.3 沙棘木蠹蛾研究进展
• 1.3.1 沙棘木蠹蛾危害特征
• 1.3.2 沙棘木蠹蛾危害面积与损失
• 1.3.3 沙棘木蠹蛾综合管理理论与技术研究进展
• 1.4 本研究的重要意义
• 1.4.1 沙棘的“三大”效益对我国经济社会发展具有重要意义
• 1.4.2 沙棘木蠹蛾对沙棘林造成严重威胁
• 1.4.3 灾害发生机制研究是实现有效控制的基础
• 1.4.4 为国内外其它灌木害虫的研究提供借鉴
• 1.5 分子标记技术及其在昆虫科学中的应用
• 1.5.1 常用的分子标记
• 1.5.2 AFLP 技术的原理、特点、发展与应用
• 1.5.3 分子遗传标记在昆虫学中的应用
• 1.6 本研究的技术路线
• 1.6.1 沙棘木蠹蛾AFLP 分子标记技术路线
• 2. 沙棘木蠹蛾AFLP 技术体系的建立
• 2.1 沙棘木蠹蛾基因组DNA 的准备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 AFLP 反应体系的建立
• 2.2.1 实验材料与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 三种DNA 提取方法的比较
• 2.3.2 沙棘木蠹蛾基因组DNA 及质量检测
• 2.3.3 酶切连接
• 2.3.4 预扩增
• 2.3.5 选择性扩增
• 2.3.6 引物筛选
• 2.4 讨论
• 2.4.1 沙棘木蠹蛾基因组DNA 的提取方法
• 2.4.2 沙棘木蠹蛾AFLP 反应体系的建立及优化
• 3. 不同地理种群沙棘木蠹蛾遗传多样性分析
• 3.1 供试材料与实验方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 沙棘木蠹蛾AFLP 指纹图谱的建立
• 3.2.2 沙棘木蠹蛾不同地理种群遗传多样性分析
• 4. 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 讨论与展望
• 4.2.1 论文主要创新点
• 4.2.2 讨论
• 4.2.3 研究中所存在的不足之处
• 4.2.4 对今后进一步研究的建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢
• 附图