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亚洲玉米螟不同地理种群生态适应性和种群遗传结构的RAPD分析

刘宁

  本文从生态学和遗传学两方面,对来自我国不同玉米长生态区的13个亚洲玉米螟长地理种群的生态适应性及遗传结构进行了比较系统全面的研究。研究内容包括:研究不同的光周期和温度对亚洲玉米螟不同地理种群滞育诱导作用,以明确其不同种群间滞育特性的差异;研究不同地理种群亚洲玉米螟抗寒能力和低温生存能力;研究寄生性天敌对不同地理种群越冬幼虫存活率的影响;利用RAPD分析方法从分子水平研究分析不同地理种群间的遗传结构的差异性和DNA多样性。获得的主要结果如下:1.亚洲玉米螟不同地理种群在不同的光照、温度组合下,滞育反应率不同。诱导玉米螟幼虫发生滞育的临界光周期在不同地理种群间有差异。低温、短光照(20℃、11h13min)条件可诱导所有测试亚洲玉米螟种群发生滞育,其滞育率变化范围为98%~100%。而高温、短光照(27℃、11h13min)条件使各种群的滞育程度降低,但其降低的幅度在不同地理种群间有差异,总体趋势是种群的滞育率由北向南逐渐降低,其变化范围在56.04%~97.89%。高温和长光照(27℃、13h47min)均不利于诱导玉米螟幼虫发生滞育,变化范围为30.12%~68.16%;适中的温度和较长的光照最适于幼虫生长发育,所有测试种群的滞育率最低,变化范围为0~35.89%。在一定温度下诱导不同地理种群滞育的临界光周期由南到北逐渐延长,同时,随温度的升高可以使种群临界光周期缩短。在20℃、23.3℃和27℃下,南方的广州种群临界光周期分别为14h07min、13h53min和12h58min,而北方黑龙江鸡西的为15h24min、14h45min和14h15min。由此看出,亚洲玉米螟滞育是温度和光照的相互作用的结果。2.不同地理种群越冬幼虫复苏后发育历期随着纬度由北到南的高低变化,其发育历期逐渐缩短,这表明玉米螟抵御不良环境的适应性在不同地理种群间已有分化。从各种群始见蛹期比较来看,黑龙江鸡西种群在加温后第47d才见第1头蛹,广东广州种群在加温后第7d就有蛹出现,说明不同地理种群的进入滞育的时期不同,从开始滞育到解除滞育发育为蛹的时间也不同。各地理种群的玉米螟复苏后发育历期的分布各有特点,黑龙江鸡西、辽宁沈阳的种群化蛹比较集中,都有明显的化蛹高峰期,广东广州种群的化蛹阶段基本分布在整个历期中,没有明显的高峰。3.通过改进拓宽昆虫过冷却点的最低测试温度,首次系统地研究了不同地理种群人工诱导滞育的玉米螟幼虫的过冷却点。结果表明:过冷却点随种群分布的地理经纬度的升高而降低,北方寒冷地区的种群抗寒力明显强于南部地区的种群。同一地理种群滞育幼虫过冷却点比非滞育幼虫显著较低。新疆石河子种肝的过冷上厂点最低,平均为-24.33OC;黑龙江鸡西、辽宁沈阳、吉林敦化、内蒙赤峰。山西应县和河北琢鹿种群的过冷却点次低,平均在-二3.84℃~23.15℃之间:河北衡水、山东菏泽、陕西户县和四川青神种群的过冷却点较高,平均在-双.68℃一H.1了C之间Z 而广东广州种群的过冷却点最高,平均为.刀.84℃。不同地理种群滞育和非滞育幼虫的结冰点由北到南的变化趋势基本上于过冷却点的变化趋势相同。低温生存能力测定表明,滞育幼虫耐低温能力强于非滞育幼虫,北方种群的耐受低温能力明显强于南方种群。4.不同地理种群亚洲玉米螟越冬幼虫越冬存活率调查结果表明:螟虫腰带长体茧蜂、玉米螟厉寄蝇、白僵菌和细菌等寄生性天敌是造成越冬玉米螟幼虫大量死亡的主要因子。各地理种群越冬幼虫存活率回天敌种类的不同和寄生率的不同差异较大。东北地区的种群,除黑龙江鸡西种群的白僵菌寄生率达8.3%外,哈尔滨、佳木斯、黑龙江密山和辽宁沈阳种群的白僵菌感染率都较高于其它地区,其寄生率依次为 97.3O、94.lo、82.3O和 61.3o,另外这些地区细菌和病毒感染、寄生蝇和寄生蜂对越冬幼虫也具有一定的寄生率。在西南地区的四川省,寄生蜂对玉米螟的寄生率最高,使越冬幼虫死亡率达到 41.6%,这悦明在该地区白僵菌和寄生蜂己经成为控制玉米螟的一种自然抑制因子,可将其作为有效的生物防治手段加以广泛利用。5.通过对13个地理种群**A的**PD分析,表明亚洲玉米螟种群间的遗传差异和地理位置存在一定的相关性。广东种群在地理位置上处于南部,纬度较低,与其它种群的交流最少,因此独立为一支;陕西户县、四川青神被聚为一支;新疆石河子被分离出来;其余种群基因交流的地理阻隔小,聚为一大支,其中,山东荷泽和河北衡水地理位置接近,无基因交流的障碍被独立为一亚支,内蒙赤峰、山西应县、河北琢鹿为一亚支,吉林敦化、辽宁沈阳、黑龙江鸡西、佳木斯为一亚支。结果表明亚洲玉米螟地理位置邻近的地区,种群间基因交流多,亲缘关系近,地理位署远的地方,种群间基因交流少,亲缘关系则远,结果进一步验证了亚洲玉米螟成虫的迁移主要为近距离的扩敝。另外,本研究还对模板、引物和退火温度进行了梯度优化,获得了适合实验村料的……   
[关键词]:亚洲玉米螟;地理种群;生态适应性;滞育;过冷却点;遗传差异;RAPD分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国农业科学院2003年