我國(guó)蝗蟲(chóng)的六大種群的遺傳分化分析

張娜

(河北大學(xué) 河北保定 071000)

蝗蟲(chóng)是直翅目,蝗總科,是直翅目的重要成員之一。蝗蟲(chóng)在世界范圍內(nèi)廣泛分布,除個(gè)別極端地區(qū)外,世界各地均有分布,蝗蟲(chóng)種類繁多我國(guó)有1000種左右,但是可以大致分為六大種群,我國(guó)很多地區(qū)為蝗蟲(chóng)的重災(zāi)區(qū),目前我國(guó)對(duì)蝗蟲(chóng)遺傳分化分析的工作進(jìn)行的還不多,報(bào)道也不多見(jiàn),本文將常見(jiàn)的六種蝗蟲(chóng)作為實(shí)驗(yàn)材料,利用水平淀粉瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)對(duì)這六種蝗蟲(chóng)的遺傳特征和遺傳分化狀況進(jìn)行分析,本文重在探索六種常見(jiàn)蝗蟲(chóng)的遺傳差異,進(jìn)而為預(yù)報(bào)和防止蝗蟲(chóng)做出參考。

1 材料和方法

1.1 標(biāo)本的采集

實(shí)驗(yàn)所用的蝗蟲(chóng)分別采自我國(guó)常見(jiàn)的蝗蟲(chóng)發(fā)生區(qū)分別是山西、江蘇、河北等地,采自河南鶴壁的東亞飛蝗、山東臨沂的大墊尖翅蝗、陜西西安的中華稻蝗、陜西太原的黃脛小車(chē)蝗、河南南陽(yáng)的中華蚱蜢。各個(gè)蝗蟲(chóng)在三個(gè)自然種中隨機(jī)取樣,然后將完好的標(biāo)本活體帶回實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)外部形態(tài)學(xué)鑒定然后將各個(gè)個(gè)體分開(kāi)裝進(jìn)零下20攝氏度的冰箱中以作備用。

1.2 對(duì)蝗蟲(chóng)六大種群進(jìn)行等位酶分析

對(duì)蝗蟲(chóng)的種群的等位酶分析采用水平切片淀粉瓊脂糖凝膠技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn),該試驗(yàn)用到2個(gè)電泳的緩沖系統(tǒng)共檢測(cè)蝗蟲(chóng)的10個(gè)酶進(jìn)行檢測(cè)這十個(gè)酶分別為腺苷酸激酶(AK)、肌酸激酶(CK)、3-磷酸甘油脫氫酶(G3PDH)、6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶(GPI)、乳酸脫氫酶(LDH)、蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH)、蘋(píng)果酸酶(MPDH)和磷酸葡萄糖變位酶。電泳緩沖液與凝膠緩沖液的比例是,9比1,試驗(yàn)樣品取自冷凍蝗蟲(chóng)的后足股節(jié)肌肉60mg,放在已經(jīng)冷卻的雙蒸水中進(jìn)行研磨直到該組織肌肉變?yōu)閯驖{為止。后將其進(jìn)入濾紙芯使其成為試驗(yàn)所用點(diǎn)樣品。再在5攝氏度的冰箱內(nèi)進(jìn)行電壓恒定的電泳5h,其中己糖激酶和檸檬酸脫氫酸的電壓為17V/cm,其余8個(gè)酶系統(tǒng)的電壓為11V/cm。在對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行水平切片后用特殊顏料對(duì)其進(jìn)行染色處理。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果參照現(xiàn)金國(guó)際通用的方法對(duì)酶譜進(jìn)行解釋并且對(duì)蝗蟲(chóng)基因位點(diǎn)和等位基因進(jìn)行記錄。

1.3 對(duì)試驗(yàn)所的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

使用計(jì)算的BIOSYS-2軟件對(duì)個(gè)基因位點(diǎn)上的等位基因頻率進(jìn)行計(jì)算并且計(jì)算每個(gè)位點(diǎn)上的等位基因的平均數(shù)是多少,多態(tài)位點(diǎn)百分率是多少,平均觀測(cè)雜合度和預(yù)期觀測(cè)雜合度是多少,通過(guò)對(duì)Hardy-Weinberg平衡的符合度、蝗蟲(chóng)統(tǒng)計(jì)量、種群遺傳一致度和遺傳距離用非加權(quán)算術(shù)平均法對(duì)不同種群進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 哈代-溫伯格平衡與等位基因頻率的出現(xiàn)

把六種蝗蟲(chóng)的十種酶進(jìn)行試驗(yàn),一共發(fā)現(xiàn)15個(gè)基因座位73種等位基因,在所研究的12個(gè)基因座位中有有3個(gè)基因座在蝗蟲(chóng)的六大種群中均成呈單態(tài)分布,6個(gè)基因在在蝗蟲(chóng)的六大種群中呈多態(tài)分布,其余蝗蟲(chóng)的基因座位在這幾個(gè)種群中至少有一個(gè)基因座位存在等位基因除了大墊尖翅蝗對(duì)腺苷酸激酶和肌酸激酶為多態(tài)外,其余五個(gè)種群均為單態(tài)腺苷酸激酶在大墊尖翅蝗和中華蚱蜢中為多態(tài)。3-磷酸甘油脫氫酶、6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶、乳酸脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶在二至思個(gè)種群中表現(xiàn)為單態(tài)。在這幾個(gè)蝗蟲(chóng)種群中,除蘋(píng)果酸酶和磷酸葡萄糖變位酶基因座位的基因型頻率僅在大墊尖翅蝗種群中偏離H-W平衡外,其余大多數(shù)基因座位的基因型頻率顯著偏離H-W平衡,像異檸檬酸脫氫酶的基因型頻率在這幾種蝗蟲(chóng)個(gè)種群中都顯著偏離H-W平衡。

2.2 六大蝗蟲(chóng)種類的遺傳多樣性

把平均每個(gè)基因座位的等位基因數(shù)、多態(tài)基因座位百分率、平均觀察雜合度和平均期望雜合數(shù)這四個(gè)參數(shù)作為反映這六種蝗蟲(chóng)的遺傳多樣性。平均每個(gè)基因座位的等位基因數(shù)(A)的變化程度與幅度是中華蚱蜢的2.1到2.3倍之間。多態(tài)基因座位百分率變動(dòng)幅度大小為亞洲小車(chē)蝗種群和中華蚱蜢種群的50%至大墊尖翅蝗種群的80%。平均觀察雜合度的變動(dòng)幅度為中華蚱蜢種群的0.45至中華稻蝗種群的0.975。期望雜合度的變動(dòng)幅度為中華蚱蜢種群的0.191至中華稻蝗種群的0.321。這說(shuō)明蝗蟲(chóng)的各個(gè)種群在一定程度上都出現(xiàn)了各種群都出現(xiàn)了雜合體缺乏的現(xiàn)象。

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