优秀研究生学位论文题录展示

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

专 业: 森林保护学
关键词: 紫胶虫 支序分析 RAPD
分类号: Q961
形 态: 共 103 页 约 67,465 个字 约 3.227 M内容
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内容摘要


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DNARAPD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,分析结果显示不对称的核型对应着产胶的高质量,而随着核型对称性的增加,其胶质也相应得随之降低。

3.RAPD分析:

用RAPD技术研究了紫胶虫7种主要生产种12个群体之间的亲缘关系,研究中每个群体使用了24个标本,共有288个个体用于研究。

在试用的45种随机引物中,筛选出9种引物用于随机引物扩增,共得到121个清晰稳定的位点,其中有118个为多态性位点,多态百分率为97.52%,每条引物检测到的位点数为11~16个,长度在150~3000bp之间。

根据扩增结果,用UPGMA法对Neis遗传距离进行聚类分析,构建分子系统树。

7种紫胶虫聚类结果显示:

紫胶虫各种间的遗传平均距离为0.4430,种内的遗传平均距离为0.1707。

根据聚类分析,讨论了7种紫胶虫的亲缘关系。

从系统树的拓扑结构可以看出,7种虫种分为两大分支:

在第Ⅰ分支中,田紫胶虫与尼泊尔紫胶虫、普萨紫胶虫亲缘关系紧密,先聚在一起,再与云南紫胶虫合为一族,最后与中华紫胶虫聚类,形成一大支系,其中田紫胶虫与中华紫胶虫的亲缘关系较远,分别位于分支内的两端。

在第Ⅱ分支中,信德紫胶虫与紫胶蚧构成一个自然进化枝,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。

4.基因序列分析:

分别使用两对引物对核糖体28SrRNA基因编码区458bp和核基因EF1α的部分序列1145bp进行PCR扩增和测序。

用PAUP*4.0b10软件对两个基因的单独数据与合并数据分别进行邻接法NJ、最大简约法MP和最大似然法ML分析,重建7种紫胶虫的系统发育关系。

研究结果支持信德紫胶虫、紫胶蚧的紧密关系。

无论是EF1α基因树、28SrRNA基因树,还是基于合并数据建立的系统发育关系都无一例外的支持两者之间亲密的姐妹群关系,同时也具有极高的支持率86%~100%。

然而,云南紫胶虫、中华紫胶虫、田紫胶虫关系、尼泊尔紫胶虫与普萨紫胶虫之间的系统发育关系在核基因与核糖体基因数据的分析单独和合并分析中没有得到一致的结果。

通过综合比较各类数据,并结合生态学、地质演化等研究基础,我们提出了7种紫胶虫系统发育关系假说。

建议将7种紫胶虫分别归属为两大分支:

在第Ⅰ分支中,信德紫胶虫与紫胶蚧构成紧密的姐妹群,与其它5种紫胶虫亲缘关系较远,从群体中首先分歧出来,形成单独的枝系;在第Ⅱ分支中,田紫胶虫与云南紫胶虫的亲缘关系比与其它种更为密切,它们形成姐妹群后再依次与普萨紫胶虫、尼泊尔紫胶虫聚类;而中华紫胶虫与这一支系的其它4种的亲缘关系较远,是支系中最先分歧出来的物种,位于分支的基部..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:表目录、图目录
第一章 前 言
第二章 7种紫胶虫的形态学观察与支序分类
第三章 7种紫胶虫的染色体核型分析
第四章 7种紫胶虫的RAPD分子标记分析
第五章 7种紫胶虫分子进化研究
第六章 总结
参考文献
附录

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中图分类: > Q961 > 生物科学 > 昆虫学 > 昆虫演化与发展

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