我國東北地區(qū)落葉松八齒小蠹的遺傳變異-基于COI基因和化學生態(tài)學的證據.pdf

1、落葉松八齒小蠹是我國東北地區(qū)落葉松的主要蛀干害蟲，由于該蟲體型小、生活隱蔽、繁殖迅速，防治比較困難，造成巨大的經濟損失及生態(tài)破壞，因此對該蟲進行有效監(jiān)測與防治刻不容緩。但關于該蟲的分子地理系統(tǒng)學，聚集信息素及寄主信息化學物質的研究不夠系統(tǒng)。因此，本研究主要結合我國東北地區(qū)落葉松八齒小蠹分子地理系統(tǒng)學的研究，利用觸角電位儀(EAG)和氣相色譜-觸角電位儀聯用技術(GC-EAD)分析不同種群的落葉松八齒小蠹觸角對其聚集信息素響應的異同;利用

2、其聚集信息素主要成分不同配比制作的誘芯在東北地區(qū)6個試驗點進行野外引誘試驗，揭示不同種群落葉松八齒小蠹對其聚集信息素野外行為反應的異同;采用頂空吸附采樣法采集落葉松八齒小蠹不同寄主華北落葉松、興安落葉松和長白落葉松樹干和針葉的萜烯類揮發(fā)物，正己烷洗脫后利用手性氣相色譜柱通過氣相色譜及質譜進行定量定性分析，采用EAG和GC-EAD分析不同寄主背景下的落葉松八齒小蠹對寄主單萜類成分的選擇性和敏感性;利用氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)分析

3、不同地理種群的落葉松八齒小蠹以及其他種小蠹的體壁碳氫化合物成分，進一步揭示落葉松八齒小蠹的遺傳變異及探討體壁碳氫化學物成分作為化學分類特征物質的適用性。分析結果如下:
　　 (1)不同地理種群的落葉松八齒小蠹線粒體DNA片段分析發(fā)現，總共撿測到27個單倍型，其中單倍型HT2，HT5，HT1，和HT6出現的頻率最高，單倍型HT2可以被認為是中國東北地區(qū)落葉松八齒小蠹最古老的單倍型。HSJL和EDJL主要共享單倍型HT5，該地區(qū)并未

4、發(fā)現單倍型HT2。較低種群內平均核酸變異度(0.6％)說明落葉松八齒小蠹并沒有產生獨立的地理亞種，同時發(fā)現分子變異與地理位置、氣候和寄主密切相關。
　　 (2) EAG劑量反應表明，落葉松八齒小蠹觸角對聚集信息素主要成分97％-(S)-(-)-小蠹烯醇和97％-(S)-(+)-小蠹二烯醇的電生理靈敏度為0.1μg，且觸角響應值在六個地理種群間無顯著性差異;100μg量刺激下達到飽和水平，但是此時的觸角響應值在六個地理種群間有顯著

5、性差異。50ng量刺激時，不同種群間落葉松八齒小蠹對R）-(-)-和(S)-(+)-小蠹二烯醇的EAD響應不同，主要可分為與地理位置與氣候帶相關的兩個類群:類群1包括廣興、五岔溝、根河種群;類群2包括伊春、二道白河、撫順種群;同時發(fā)現類群2的EAD響應值顯著高于類群1;所有供試個體都檢測到對(S)-(-)-小蠹烯醇EAD反應，且反應最強(0.35-0.73);而對所有供試個體對(R）-(+)-小蠹烯醇都無EAD活性。
　　 (3

6、)在所有地區(qū)誘芯為(-97/+3)-小蠹烯醇和(-3/+97)-小蠹二烯醇1∶1組合時引誘效果最強，而對于增加(-3/+97）-小蠹烯醇和（-97/+3）-小蠹二烯醇的比例對落葉松八齒小蠹的聚集均有一定的抑制效應，但是不同地區(qū)的抑制作用強弱不同。
　　 (4)共鑒定出12種揮發(fā)性單萜烯成分，3種落葉松釋放的主要單萜烯成分是s-(-)-α-蒎烯、r-(+)-α-蒎烯、(+)-3-蒈烯、r-(+)-β-蒎烯和s-(-)-β-蒎烯，其

7、占揮發(fā)性萜烯成分的80％以上。
　　 (5)落葉松八齒小蠹對對-傘花烴，(+)-3-蒈烯，s-(-)-α-蒎烯、(+)-檸檬烯、γ-萜品烯和萜品油烯表現出EAD活性;不同寄主背景下的落葉松八齒小蠹觸角對寄主揮發(fā)物成分在100ng量刺激時產生不同強度的響應:對(+)-3-蒈烯、(+)/（-）-檸檬烯及香葉烯的反應都比較強烈，但不同地區(qū)已產生顯著差異，而對(+)/(-)-莰烯反應比較弱，各地區(qū)間并沒有顯著差異;EAG劑量測試表明隨著

8、刺激濃度的增加，觸角電位響應值增強;觸角對單萜類物質的生物活性強弱與健康樹體揮發(fā)物成分比例不相關，這可能是落葉松八齒小蠹一般不取食健康寄主的原因。
　　 (6)不同種昆蟲的體壁碳氫化合物在組成和比例都存在顯著的差異，并無明顯的雌雄二型性，同時不同地理種群間的落葉松八齒小蠹體壁成分也有一定的差異。體壁碳氫化合物的主要有含甲基支鏈的烷烴組成，其次是正烷烴。體壁碳氫化合物適合作為昆蟲分類的化學特征物質，并適用于種及種以上水平的物種系統(tǒng)