梨小食心蟲Grapholita molesta (Busck)地理種群耐熱性差異及其相關(guān)分子基礎(chǔ).pdf

1、梨小食心蟲是一種世界性害蟲，嚴重危害全球林果業(yè)的安全。該蟲原產(chǎn)于中國西北部，在東亞分布十分廣泛，后伴隨水果進出口傳入歐洲和美洲等地，是世界重要的檢疫害蟲之一。梨小食心蟲廣泛分布于我國主要水果產(chǎn)區(qū)，北至黑龍江，南至廣東，一年發(fā)生3-7代不等。作為變溫動物的昆蟲，影響其分布的最主要因素是溫度，因此梨小食心蟲能夠在短時間內(nèi)迅速分布全世界與其自身可很快適應(yīng)環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。相關(guān)研究已經(jīng)表明，在全球變暖的背景下，昆蟲更容易受到熱脅迫的影響。梨

2、小食心蟲種群在原生地的中國已經(jīng)歷了相當(dāng)長進化適應(yīng)過程，探究其長期的環(huán)境溫度馴化效應(yīng)，尤其是高溫耐受性，可以明確梨小食心蟲能夠廣泛分布的原因。
　　本學(xué)位論文通過使用微衛(wèi)星檢測手段研究梨小食心蟲地理種群間遺傳結(jié)構(gòu)的差異，判斷各地理種群間在遺傳基礎(chǔ)上是否存在多樣性及不同遺傳結(jié)構(gòu)，繼而采用不同熱耐受性指標(biāo)（慢性熱激和急性熱激），研究不同梨小地理種群在耐熱表型上的差異，最后從熱激蛋白轉(zhuǎn)錄水平層面解釋地理種群間潛在的分子遺傳調(diào)控機制。本文嘗

3、試從以上3個層面深入探討梨小食心蟲地理種群的耐熱性機理，以此揭示長期溫度選擇對梨小食心蟲的影響和進化適應(yīng)性。此外，本論文還研究了不同時間尺度的同一地理種群快速微進化的機制。我們選擇相同來源的地理種群（河北唐山）在實驗室條件下連續(xù)飼養(yǎng)多代以后，對比實驗室種群和野外種群耐熱性的差異，揭示相同遺傳背景下的快速表型可塑性進化機制。綜上本文主要在時間和空間尺度上探索梨小耐熱性的生態(tài)和分子基礎(chǔ)。得出如下結(jié)論:
　　1.我國梨小食心蟲南北方5個

4、地理種群（沈陽、唐山、碭山、武漢、廣州種群）存在明顯的遺傳基礎(chǔ)分化。微衛(wèi)星檢測結(jié)果顯示，各個地理種群的遺傳多樣性均較高(Ho＞0.80)，符合原生地種群特征;此外雜合子過剩是各個種群的顯著特征之一(D＞0.65)，說明梨小食心蟲的擴散能力較弱，存在顯著的親緣內(nèi)交配;分析還發(fā)現(xiàn)各地理種群存在較顯著的遺傳結(jié)構(gòu)差異，沈陽種群顯著與其他4個種群不同?；蛄鱂st顯示種群間存在顯著差異，同時顯著符合IBD(Isolation ByDistance

5、)法則。
　　2.梨小食心蟲不同地理種群間存在明顯表型差異，如沈陽種群生活周期最長，蛹重最大，武漢次之且二者有顯著差異，廣州、唐山、碭山蛹重依次降低，但三者之間沒有顯著差異，前二者與后三者有顯著差異;廣州和沈陽總發(fā)育歷期最長，武漢和唐山次之，安徽碭山最短。廣州種群的快速熱耐受性比其他種群顯著高，而北方的沈陽種群耐受性最差;慢性熱耐受性試驗發(fā)現(xiàn)，北方的唐山種群耐受性最低，而沈陽，廣州和武漢三個種群中沒有差異。在耐熱可塑性方面，北方種

6、群如沈陽種群耐熱可塑性最高，從南至北，耐熱可塑性依次降低。熱激蛋白轉(zhuǎn)錄水平也呈現(xiàn)出相同的趨勢，即各種群蛋白表達效率與其耐熱性呈正相關(guān)。
　　3.來源于河北唐山的三個種群，分別飼養(yǎng)一年，兩年，和直接采集的野外種群在熱耐受性和生活史表型存在顯著差異。我們發(fā)現(xiàn)，梨小種群在室內(nèi)飼養(yǎng)時間越長，發(fā)育速率越快，蛹重越輕，相反熱耐受性程度越整齊;而野外種群表型變異度極大，慢性熱耐受性不如實驗室種群，但快速反應(yīng)能力顯著好于室內(nèi)飼養(yǎng)種群。熱激蛋白轉(zhuǎn)錄