两种散白蚁的分子鉴定和圆唇散白蚁遗传多样性研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinwei001
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本研究在对圆唇散白蚁Reticulitermes labralis和黑胸散白蚁R.chinensis形态鉴定的基础上,利用线粒体COI和COII基因对其进行分子鉴定,证明了这两种散白蚁确实存在同物异名现象;同时还利用8对微卫星标记对西安市、山西省运城市、安徽省蚌埠市3个地区共22个巢群的圆唇散白蚁遗传多样性进行分析,确定其遗传结构和巢群类型,为对其进行有效防治提供了遗传依据。研究结果如下:(1)圆唇散白蚁和黑胸散白蚁均属于散白蚁属Reticulitermes平额散白蚁亚属Planifrontotermes,兵蚁的头部特征相似,额区微隆,颜色都呈黄褐色,唇部均呈矛状且唇端透明,上颚的形状略有不同,触角节数有重叠,前胸背板的形状大体一致,圆唇散白蚁的前胸背板中区毛为10-16根,黑胸散白蚁的前胸背板中区毛为10-12根,从形态描述方面看,相似度很高,不易区分。(2)对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁兵蚁的度量值范围进行分析,上唇长范围几乎一致的,上唇宽范围、左上颚长的范围、后颏长、宽、狭的范围、前胸背板长、中长、宽的范围及后足胫节长的范围均互相覆盖,就平均量度值来看,两种散白蚁兵蚁虽有差异,但差别并不大。(3)利用线粒体COI基因对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁做遗传距离分析,同时把形态学与这两种散白蚁容易区别的尖唇散白蚁和黄胸散白蚁作为对比进行研究,从COI基因计算的遗传距离可知,圆唇散白蚁种内遗传距离的范围为0.000-0.038,黑胸散白蚁种内遗传距离为0.000-0.004,圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离范围为0.006-0.038,而圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与尖唇散白蚁种间遗传距离范围分别为0.042-0.052和0.038-0.046,与黄胸散白蚁种间遗传距离范围分别为0.046-0.055和0.051-0.054,可以看出圆唇散白蚁种内遗传距离范围大于其与黑胸散白蚁的种间遗传距离范围,而与散白蚁属内其他近似种尖唇散白蚁和黄胸散白蚁的种间遗传距离却大于其种内遗传距离范围,说明圆唇散白蚁与黑胸散白蚁的亲缘关系非常近。(4)利用线粒体COII基因对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁做遗传距离分析,从COII基因计算的遗传距离可知,圆唇散白蚁种内遗传距离为0.000-0.033,黑胸散白蚁种内遗传距离为0.000-0.004,圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离为0.006-0.036,圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与尖唇散白蚁种间遗传距离分别为0.046-0.050和0.043-0.047,圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与黄胸散白蚁种间遗传距离分别为0.061-0.063和0.065-0.068。COII基因种间遗传距离与COI基因种间遗传距离得到的结果相似,圆唇散白蚁种内遗传距离的范围与圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离范围相似,并且圆唇散白蚁与黑胸散白蚁的种间遗传距离明显小于圆唇散白蚁与其近似种尖唇散白蚁、黄胸散白蚁的种间遗传距离。因此,建议把圆唇散白蚁与黑胸散白蚁作为一个种看待。(5)利用8对微卫星引物对西安市、山西省运城市、安徽省蚌埠市等地共22个巢群的圆唇散白蚁遗传多样性进行分析。西安市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.760±0.691,平均有效等位基因数为1.938±0.411,观测杂合度范围为0.225-0.779,平均观测杂合度为0.504±0.183,期望杂合度范围为0.159-0.576,平均期望杂合度为0.400±0.137,I为Shannon信息指数,可表示种群多样性大小,平均值为0.674±0.242,说明种群整体的多样性较好,处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为86.46%,说明这8个位点在西安市各巢群中的多态性良好。山西省运城市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.333±0.926,平均有效等位基因数为2.025±0.772,观测杂合度的范围为0.000-0.933,平均观测杂合度为0.544±0.323,期望杂合度范围为0.000-0.681,平均期望杂合度为0.411±0.242,I值的平均值为0.661±0.418,说明该种群整体的多样性处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为79.17%,由于存在低度多态性的位点,因此山西省各巢群中的位点多态性一般。安徽省蚌埠市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.589±0.702,平均有效等位基因数为1.929±0.488,观测杂合度的范围为0.221-0.900,平均观测杂合度为0.552±0.251,期望杂合度范围为0.188-0.631,平均期望杂合度为0.407±0.151,I值的平均值为0.670±0.269,说明该种群整体的多样性处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为83.93%,整体多态性较好。(6)对圆唇散白蚁的遗传结构进行分析,总体上,圆唇散白蚁各巢群的遗传分化水平较高,基因流指数Nm为0.355(<1),说明不同巢群间的基因交流水平较低,FST的平均值为0.443,也表明分化程度较高;通过软件structure 2.2分析,同样发现巢群间的遗传分化程度很高,彼此间的基因交流较少,而且巢群间的遗传分化程度随着地理距离的增加而显著增大,说明种群空间遗传结构是高度分化的。(7)对圆唇散白蚁的巢群结构进行分析时,发现西安市12个巢群中4个巢群属于简单家系,5个巢群属于扩展家系,3个巢群属于混合家系;山西省运城市的3个巢群都属于扩展家系巢群;安徽省蚌埠市的4个巢群属于简单家系巢群,3个巢群属于扩展家系巢群。总体上,简单家系巢群和扩展家系巢群的数目比较多,可能的原因是这两种巢群都是在城市中采集,受城市化进程和人为因素影响比较大,巢群之间融合的可能性比较低,巢群结构比较简单;混合家系巢群均是在野外自然条件下采集,受人为活动影响较小,白蚁建巢和繁育的能力都很强,因此不同巢群间互相融合的可能性比较高。
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