基于线粒体基因对苹果蠹蛾和梨小食心虫不同地理种群遗传结构的研究

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1、分类号：单位代码密级学号：闻，少、博士学位论文基于线粒体基因对苹果蠹蛾和梨小食心虫不同地理种群遗传结构的研究：研究生：李亦松指导教师：张青文合作指导教师申请学位门类级别：农学博士专业名称农业昆虫与害虫防治研究方向植物抗虫性与所在学院农学与生物技术学院二〇一五年六月DoctorDissertationPopulationgeneticstructureofCydiapomonellaL.(Lepidoptera)andGrapholitamolestaBusck.(Lepidoptera)inChina：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

2、究成果。尽我所知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：人时间：石年月日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数

3、据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）时间；年月日导师签名：叛喪摘要苹果蠹娥和梨小食心虫均属鳞翅目卷蛾科，其分布范围广，经济危害重，是果树种植区的重要害虫。苹果蠹蛾和梨小食心虫的寄主较多，食性较杂，分布范围广，其发生范围与寄主之间和环境的相互作用对其本身种群的遗传结构有着重要的影响作用，使其可能发生较强的遗传变异，增加了防治的难度，降低了防治效果。苹果蠹蛾的快速扩散和梨小食心虫的分布范围增加，严重威胁水果产业的经济收入。了解苹果蠹蛾和梨小食心虫不同地理种群的遗传结构，分析各个种群间的亲缘关系，预测其扩散途径，探讨分化的成因等研究工作己刻不容缓，其研究

4、结果可对苹果蠹蛾的更大范围的扩散和梨小食心虫对果树的危害提供理论依据，更为有效的指导预测预报和防治工作。本研究对苹果蠹蛾和梨小食心虫进行不同地理种群遗传结构的研究，釆用扩增线粒体基因片断，运用系统发育分析方法、谱系生物地理学方法及相关遗传参数分析和生物信息软件的使用，分别对釆自我国个不同地区的苹果蠹蛾和个不同地区的梨小食心虫种群进行系统而深入的比较研究。本研究获得以下结论：分别扩增我国个不同地区的苹果蠹蛾和个不同地区的梨小食心虫的线粒体和基因、和基因片断。在和基因中，共获得并向提交注册了个单倍型，其中，个单倍型，个。基于线粒体序列获得的遗传多样性数据：苹果蠹蛾遗传变异度较低，和基

5、因的平均核酸多样度分别为和变异位点占序列长度的比例分别为和。梨小食心虫的和基因的遗传变异度要高于苹果蠹蛾其平均核酸多样度冗％分别为和，变异位点占序列长度的比例分别为和。种群间的分化数苹果蠹蛾值在之间，部分地理种群间的值为零；梨小食心虫的值在之间。结果表明，苹果蠹蛾各地理种群间基因交流频繁，仅有新疆种群和东北种群出现遗传分化，而梨小食心虫的不同地理种群间遗传分化表现明显。结合线粒体序列构建的树及个基因的单倍型网状图分析可知：苹果蠹蛾各地地理种群间分化程度不明显；梨小食心虫分化程度明显，有三个分支遗传结构。山脉、、河流等地理位置的隔离，使梨小食心虫的发生代数与其所在的归属大的地理区域

6、划分相一致，如华北地区、东北地区、华中地区和西北地区等。和’的中性检验表明：苹果蠹蛾’￡均为负值且差异不显著，表明苹果蠹蛾整体上在进化上遵循中性模型，但不同地区’￡正负值均有。’值既有负值也出现正值，达到差异水平。梨小食心虫’既有负值也有正值，’值为正值，差异显著表明不同地理间遗传分化明显。结合气候和历史环境因素考虑，推测苹果蠹蛾发生种群扩张，种群在逐年扩大；梨小食心虫是本地种，错配分布图明显显示，梨小食心虫有着复杂的群体扩张，其不同地理种群间种群分化明显。纬度与地理距离、种群遗传多样性和经度的相关性分析表明：苹果蠹蛾遗传距离与地理距离（间的相关系数低且不显著相关（对所有种群的单

7、倍型多样度与釆样地经度进行回归分析时，二者之间有着明显的负相关（。结合以上遗传多样性、单倍型网状图和树进一步分析，单倍型多样度随着经度的增加而逐渐减小。单倍型多样度和经度的相关性分析显示，新疆和东北地区与苹果蠹蛾起源地关系密切，其传播过程明显表现为从西向东的扩散过程和入侵趋势。梨小食心虫核酸多样度与纬度之间的二次相关分析显示显著的正相关（遗传距离和地理距离呈负相关（，。结合遗传参数、单倍型网状图和进化树推测，梨小食心虫的扩张过程为由东向西，再由西向北的表现形式，即黑龙江一新疆一山