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基于不同基因序列构建赤眼蜂不同地理种群系统树

更新时间:2009-03-28

0 引言

由于地理隔绝所造成的昆虫的基因流受阻而形成的地理宗,即称谓地理种群。一种昆虫由于地理隔绝造成基因流受阻形成地理宗,又叫地理种群[1]。赤眼蜂属昆虫种群中,具有非常明显的地理种群这种进化现象,主要是由于赤眼蜂分布非常广泛,其寄主的种类繁多、赤眼蜂种群的扩散能力较弱[2]。目前,国内外学者对于我国多地区不同地理种群的玉米螟赤眼蜂进行取材的研究较少[3-6]。基于此,本研究通过选取我国不同地区,不同地理种群的玉米螟赤眼蜂为样本,深入分析了各种群的不同基因序列,以此构建可赤眼蜂不同地理种群的系统树,揭示了不同地理种群间的遗传分化及其联系。

那些积极的成果被许多建筑物破坏可能与建筑施工低劣有关的认识冲淡了。矿业和科学出版社,在其1906年4月28日版(in Fradkin,2005,23页)中提到 “大城市中漏测的建筑不好的建筑物的数量是惊人的,地震就像无情的督察员把它们暴露了出来。”Humphrey(1907)记录了许多不合格的施工行为,如 “由于墙和框架之间缺乏连接而倒塌”和 “轻型木框架、支撑力不足和砂浆标号低”等。两份报告都列出很多无钢筋砖石建筑以及砖石建筑外墙危险的例子。不幸的是,这种相同低劣施工行为的故事——造成灾难性的破坏和倒塌,在许多最近的大城市地震中经常重复出现,甚至在据称有现代建筑规范的国家也如此。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

本研究所设计的实验中,主要实验对象为玉米螟赤眼蜂,分别从我国东部、中部、南部地区选取特定的种群,具体为:黑龙江省的佳木斯种群(种群1)、吉林省的长春种群(种群2)、辽宁省的沈阳种群(种群3)、山东省的烟台种群(种群4)、河北省的石家庄种群(种群5)、江苏省的南京种群(种群6)、广东省的惠州种群(种群7)。实验步骤为,首先,采集来源于上述7个种群地区的田间的亚洲玉米螟寄生卵,进行饲养,实验条件为:温度26±1℃,湿度70%~80%。之后用米蛾卵进行繁殖,实验条件为:温度4℃,贮存2天后进行繁殖。

在经济全球化、教育国际化的今天,传统的教学模式已经被颠覆,正面临着前所未有的挑战。随着信息技术的飞速发展和全球经济一体化的推进,科学技术竞争的核心越来越体现为智慧的竞争。随着互联网、大数据、人工智能、网络学习平台等信息技术的发展,“智慧”的理念正逐步渗透至教育领域。本研究对智慧校园、智慧教室、智慧课堂、智慧教育等概念进行了理论探讨和实践研究,认为作为数字学习环境高端形态的智慧课堂环境,能够为学习者提供更具智能的支持与服务,实现学习效果的最大化。

1.2 基因组DNA的提取

本实验中,对于DNA的提取步骤为:(1)将缓冲液加入装有单头峰的离心管中,用封口枪头研磨样品,将其彻底捣碎;(2)加入蛋白酶;(3)将研磨液放入水中,水温要求为56℃,放置时间为2~3小时;(4)将离心管置于离心机进行残渣沉淀1 min,转速要求为3 000转/分钟;(5)将分离出的上清液保存待用,温度要求为-20℃。

2 结果与分析

2.1 基于赤眼蜂mtDNA COI序列的系统树

本实验将来自不同地区的玉米螟赤眼蜂种群聚集在一起,在这些不同种群内部组成不同分支,首先将种群3与种群4聚集在一起,之后再依次分别将种群7、种群6、种群1、种群5、种群2聚集在一起。实验中来自不同地区的玉米螟赤眼蜂与外群的松毛虫赤眼蜂分立,形成了两大分支。基于mtDNACOI序列的赤眼蜂系统进化树如图1所示。

2.2 基于赤眼蜂mtDNA COII序列的系统树

本实验将来自不同地区的玉米螟赤眼蜂种群聚集在一起,在这些不同种群内部组成不同分支,首先将种群3与种群7聚集在一起,之后再与种群4和种群6所聚成的分支聚在一起;其次,将第一步组成的分支再与种群5聚集,聚集后的种群再与种群1和种群2所聚成的小分支聚在一起。实验中来自不同地区的玉米螟赤眼蜂与外群的松毛虫赤眼蜂分立,形成了两大分支。基于mtDNACOII序列的赤眼蜂系统进化树如图2所示。

2.3 基于赤眼蜂mtDNA Cytb序列的系统树

本实验将来自不同地区的玉米螟赤眼蜂种群聚集在一起,在这些不同种群内部组成不同分支,首先将种群1与种群6聚集在一起,之后再依次分别将种群7、种群5、种群2、种群4、种群3聚集在一起。实验中来自不同地区的玉米螟赤眼蜂与外群的松毛虫赤眼蜂分立,形成了两大分支。基于mtDNACytb序列的赤眼蜂系统进化树如图3所示。

3 结语

系统发育分析的主要任务是推断生物的进化关系,一般通过进化分歧或分子进化树进行表达[7]。本研究采用领接发法构建赤眼蜂系统进化树,实验结果(见图1—3)表明:(1)基于3个基因所建立的7个地区种群间的系统进化树的拓扑结构不同,因此可以得出,3个基因的进化速率不一致。(2)较为临近的我国北方地区的种群,其基因频率的差异较大,发生遗传分化的程度较大。

  

图1 基于mtDNACOI序列的赤眼蜂系统进化树

 

注:1~7为玉米螟赤眼蜂不同地理种群:1.种群1(黑龙江省的佳木斯种群);2.种群2(吉林省的长春种群);3.种群3(辽宁省的沈阳种群);4.种群4(山东省的烟台种群);5.种群5(河北省的石家庄种群);6.种群6(江苏省的南京种群);7.种群7(广东省的惠州种群);8.松毛虫赤眼蜂辽宁沈阳种群。

  

图2 基于mtDNACOII序列的赤眼蜂系统进化树

 

注:1~7为玉米螟赤眼蜂不同地理种群:1.种群1(黑龙江省的佳木斯种群);2.种群2(吉林省的长春种群);3.种群3(辽宁省的沈阳种群);4.种群4(山东省的烟台种群);5.种群5(河北省的石家庄种群);6.种群6(江苏省的南京种群);7.种群7(广东省的惠州种群);8.松毛虫赤眼蜂辽宁沈阳种群。

  

图3 基于mtDNACytb序列的赤眼蜂系统进化树

 

注:1~7为玉米螟赤眼蜂不同地理种群:1.种群1(黑龙江省的佳木斯种群);2.种群2(吉林省的长春种群);3.种群3(辽宁省的沈阳种群);4.种群4(山东省的烟台种群);5.种群5(河北省的石家庄种群);6.种群6(江苏省的南京种群);7.种群7(广东省的惠州种群);8.松毛虫赤眼蜂辽宁沈阳种群。

参考文献

[1]付海滨.赤眼蜂分子鉴定及其种群分化研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2005.

[2]樊龙江.生物信息学札记[EB/OL].(2017-02-06)[2018-04-18].http://ibi.zju.edu.cn/bioinplant/.

[3]周琳,张耀武,卢绍辉,等.五种常用农药对黑色软蚧蚜小蜂的毒力测定[J].河南林业科技,2003(3):1-2.

[4]ARUN B.Growth rate differences of wild vs laboratory reared sugarcane adapted strains of Trichogramma chilonis Ishii(Hymenoptera:trichogrammatidae)[J].Sugar Technology,2005(2):53-56.

[5]AVISE J C,NELSON W S,SUGITA H.A speciation-al history of“living fossils”:molecular evolutionary patterns in horseshoe crabs[J].Evolution,1994(48):1986-2001.

[6]HARRISON R G.Animal mitochondrial DNA as a genetic marker in population and evolutional biology[J].Trends in Ecology&Evolution,1989(4):6-11.

[7]SIMON C.Molecular systematics at the species boundary exploiting conserved and variable regions of the mitochondrial genome of animals via direct sequencing from amplified DNA[J].Molecular Techniques in Taxonomy,1991(8):33-72.

 
李虹兵,刘雪莲,高悦
《江苏科技信息》 2018年第11期
《江苏科技信息》2018年第11期文献

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