基于線粒體基因的不同地理種群大豆蚜遺傳分化研究.pdf

1、大豆蚜，Aphis glycines Matsumura是栽培大豆的主要害蟲(chóng)之一，屬于半翅目蚜科(Hemiptera: Aphididae)，通過(guò)刺吸植物吸取汁液引發(fā)植株矮化、節(jié)間縮短、葉片卷曲等癥狀，嚴(yán)重時(shí)造成植株死亡、種子產(chǎn)量下降、降低產(chǎn)油品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)損失。了解各地理種群間的親緣關(guān)系，分析大豆蚜種群遺傳變異程度、種群遺傳多樣性，揭示大豆蚜不同地理種群歷史發(fā)生發(fā)展規(guī)律，探索大豆蚜物種進(jìn)化，對(duì)有效防治大豆蚜具有重要的理論和實(shí)際意義。

2、>　　本文選取兩個(gè)常用的線粒體DNA(mtDNA)基因COⅡ、Cyt b為對(duì)象，采用系統(tǒng)發(fā)育分析、分子方差分析、單倍型網(wǎng)絡(luò)圖、遺傳距離、分子生物地理學(xué)分析、遺傳變異與分化參數(shù)分析等多種生物信息學(xué)相關(guān)的研究方法，對(duì)采自我國(guó)大豆蚜蟲(chóng)害較重的14個(gè)地理區(qū)的大豆蚜進(jìn)行了研究分析，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)采用PCR方法擴(kuò)增出了14個(gè)大豆蚜地理種群的627個(gè)個(gè)體的2個(gè)線粒體DNA片段(COⅡ，Cyt b)，所獲得的基因片段的長(zhǎng)度分別為:

3、673bp、900bp。通過(guò)分析他們的基因片段，共獲得了7個(gè)COⅡ基因單倍型、13個(gè)Cytb基因單倍型。
　　(2)利用DnaSP5.0軟件和MEGA5.0軟件對(duì)mtDNA基因COⅡ、Cyt b的片段序列進(jìn)行分析，結(jié)果顯示堿基組成呈現(xiàn)A/T偏倚性，符合線粒體的組成特點(diǎn)，變異位點(diǎn)數(shù)分別是12個(gè)和20個(gè)，遺傳變異率分別為1.78％和2.22％，平均單倍型多樣度(Hd)分別為0.479和0.558，平均核苷酸多樣度(Pi)為0.0016

4、6和0.00107，F(xiàn)u's Fs檢驗(yàn)和Tajima's D檢驗(yàn)結(jié)果均不顯著(P＞0.1)，說(shuō)明我國(guó)大豆蚜種群在近階段歷史時(shí)期沒(méi)有經(jīng)歷種群突然擴(kuò)張，分析結(jié)果顯示大豆蚜遺傳多樣性水平不高，遺傳分化程度較小。
　　(3)利用已經(jīng)檢測(cè)出的單倍型，采用MEGA5.0軟件中的Kimura2-Parameter模型鄰接法(Neighbor-joining，NJ)以棉蚜Aphis gossypii為外群分別構(gòu)建大豆蚜分子系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，結(jié)果均顯示各

5、個(gè)單倍型聚為一支且與外群分開(kāi)。運(yùn)用Network4.6軟件分析各基因獲得的所有序列繪制單倍型中介網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)果顯示單倍型的分布與其所在地理種群間不存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，各基因單倍型交織混雜的分布在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)和中介網(wǎng)絡(luò)圖中，沒(méi)有按照地理區(qū)域結(jié)構(gòu)聚集在一起，尚未形成明顯的系統(tǒng)地理譜系。
　　(4)利用Arlequin3.5.1.2軟件對(duì)兩個(gè)線粒體基因COⅡ、Cytb進(jìn)行分子變異方差分析(AMOVA)，結(jié)果均表明種群的遺傳變異主要來(lái)自種群內(nèi)

6、部(種群內(nèi)遺傳變異分別為80.15％，81.03％)，而種群間變異較低。兩個(gè)mtDNA的總種群（Nm=2.019，Nm=2.135）、各種群間的基因流均大于1，說(shuō)明不同地理種群間基因交流較頻繁，大豆蚜可通過(guò)遷飛、動(dòng)植物運(yùn)動(dòng)、人為因素或者其他方式進(jìn)行基因間的交流，不會(huì)因地理隔絕而發(fā)生巨大差異。
　　(5)選用TFPGA軟件進(jìn)行Mantel相關(guān)性檢驗(yàn)分析種群間的遺傳距離與地理距離之間的關(guān)系，結(jié)果R=0.1717，P＞0.05，說(shuō)明兩者