赤拟谷盗不同地理种群遗传多样性和遗传结构研究
赤拟谷盗是是全球仓储货物的主要害虫之一，取食对象包括粮食、油料、毛皮、药材等百余种商品，对粮食安全造成巨大威胁。本实验利用微卫星分子标记技术分析了我国不同地区赤拟谷盗遗传多样性和遗传分化情况，为研究赤拟谷盗的成灾机理提供种群遗传学方面的数据资料。本实验比较了全国8个地理种群400头野生赤拟谷盗个体，一共筛选5个稳定扩增且多态性较好的微卫星位点，不同的位点扩增稳定性达到94.5%-100%，无效等位基因频率范围为0-0.1861，多态信息含量范围在0.400-0.866，且所有种群遗传多样性丰富。AMOVA分析显示不同区域的赤拟谷盗种群组间遗传分化明显。遗传分化和地理距离间的相关性（IBD）分析显示种群间遗传距离和地理距离间显著相关。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 赤拟谷盗种群采集 2
1.2 主要实验仪器和生物试剂 2
1.3 微卫星分子标记引物序列获得和合成 3
1.4 PCR产物扩增条件及片段检测 4
1.5 实验数据处理 4
2 结果与分析 5
2.1不同微卫星位点扩增稳定性分析 5
2.2不同微卫星位点无效等位基因频率分析 6
2.3基于微卫星标记不同地理种群的遗传多样性指标分析 6
2.4基于微卫星标记不同地理种群的遗传结构分析 8
3 讨论 9
致谢 10
参考文献 11
赤拟谷盗不同地理种群遗传多样性和遗传结构研究
引言
赤拟谷盗，Tribolium castaneum，属于鞘翅目(Coleoptera)，拟步甲科(Tenebrionidae)，主要在温热带地区发生，其具有适应环境能力强、生长繁殖速率快、为害范围广等特点。在取食的时候，赤拟谷盗会分泌致癌物质苯醌，使储藏物品散发腥臭味，极大地降低了物品贮藏的质量和安全。中国粮食储存数量巨大，且粮食储存的主体是农户，储藏条件落后，储存知识匮乏，加大了赤拟谷盗在我国的危害。因此，研究赤拟谷盗在国内的发生和扩 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
散情况是十分必要的。2008年，赤拟谷盗基因组计划完成（Tribolium Genome Sequencing Consortium，2008）,为其10条染色体序列提供了丰富的遗传信息资料，这为从种群遗传学角度研究赤拟谷盗的遗传多样性和遗传结构提供了契机。通过分子手段研究赤拟谷盗种群遗传多样性，可以获得有关种群扩散、物种起源等方面的翔实证据。通过明确不同种群赤拟谷盗遗传距离和地理距离的相关性，可以获得赤拟谷盗的基因型的分布模式。
上个世纪六十年代，等位酶蛋白凝胶电泳分析方法的建立被认为是分子生态学诞生的标志。目前，等位酶标记技术因为其数据不易获得和缺乏代表性已基本被DNA分子标记技术取代。而微卫星分子标记技术因为其重复性好、多态性高等优点，已经成为种群遗传学研究的重要手段。微卫星DNA是由核心序列和侧翼序列组成，广泛分布于昆虫核基因组中，也发现存在于一些物种的线粒体基因组中。其核心序列由16个简单核苷酸的重复单位串联而成。微卫星核心序列突变要比大多数其他类型的基因序列要快得多，不同微卫星位点间突变速率也存在较大的差异，这是微卫星可以作为标记使用的关键。不同物种的微卫星侧翼序列差异很大，对于不同的物种，需要进行专门的微卫星位点开发工作（孙荆涛等，2012），但微卫星的开发过程十分繁琐。因此，根据已报道的微卫星引物来展开筛选工作，寻找稳定扩增且多态性高的微卫星标记已经成为微卫星位点应用的重要技术手段（Kim等，2008）。郑燕利用已经报道的微卫星位点研究了山东和陕西12个种群的梨小食心虫的遗传多样性和遗传结构，发现陕西省的5个种群和山东省的7个种群遗传结构不同，而山东和陕西省内的不同种群之间具有相似的遗传结构（郑燕，2014）；冯建彬等利用微卫星标记技术分析了洪泽湖水域的9个野生种群日本沼虾，发现其遗传多样性丰富，群体间FST及AMOVA 分析表明，种群遗传分化明显（冯建彬，2010）。
赤拟谷盗有关其生物学和生态特征、综合防治和抗性等方面已有较多的报道，但国内关于赤拟谷盗种群遗传分化方面仍缺乏深入研究。Jeffery等研究赤拟谷盗基因组序列，一共发现了超过12000个1bp6bp特征序列的微卫星位点，最后罗列了509个能够被应用的微卫星位点，Douglas等从中选取15个微卫星位点研究了拉丁美洲、非洲、亚洲部分地域间赤拟谷盗的遗传结构，明确了这些种群之间的遗传距离和地理距离间没有相关性。本研究从已经报道的赤拟谷盗微卫星位点中筛选适用于国内赤拟谷盗种群遗传学研究微卫星位点，优化相关反应条件和反应体系；研究分析我国多个地区赤拟谷盗遗传多样性和遗传分化情况，为研究赤拟谷盗的成灾机理提供种群遗传学方面的数据。
1 材料与方法
1.1赤拟谷盗种群采集
赤拟谷盗不同种群采自全国8个地区，每个地区选择一个采样点，不同的采样地区视为不同种群，计8个种群，具体信息如表1。
表1 赤拟谷盗不同地理种群样本信息
Table 1 Sampling information of T. Castaneum of different geographic populations
采集地点
Sampling location
种群代码
Population code
样本数量
Number
采集时间
Sampling date
地理坐标
Latitude（N）/Longitude（E）
江苏南京
NJ
50
2015年6月
32.07/118.74
江苏南通
NT
50
2015年6月
31.98/120.90
浙江宁波
NB
50
2015年6月
29.87/121.54
广东茂名
MM
50
2015年6月
21.66/110.93
新疆昌吉
CJ
50
2015年12月
86.82/44.19
海南三亚
SY
50
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 赤拟谷盗种群采集 2
1.2 主要实验仪器和生物试剂 2
1.3 微卫星分子标记引物序列获得和合成 3
1.4 PCR产物扩增条件及片段检测 4
1.5 实验数据处理 4
2 结果与分析 5
2.1不同微卫星位点扩增稳定性分析 5
2.2不同微卫星位点无效等位基因频率分析 6
2.3基于微卫星标记不同地理种群的遗传多样性指标分析 6
2.4基于微卫星标记不同地理种群的遗传结构分析 8
3 讨论 9
致谢 10
参考文献 11
赤拟谷盗不同地理种群遗传多样性和遗传结构研究
引言
赤拟谷盗，Tribolium castaneum，属于鞘翅目(Coleoptera)，拟步甲科(Tenebrionidae)，主要在温热带地区发生，其具有适应环境能力强、生长繁殖速率快、为害范围广等特点。在取食的时候，赤拟谷盗会分泌致癌物质苯醌，使储藏物品散发腥臭味，极大地降低了物品贮藏的质量和安全。中国粮食储存数量巨大，且粮食储存的主体是农户，储藏条件落后，储存知识匮乏，加大了赤拟谷盗在我国的危害。因此，研究赤拟谷盗在国内的发生和扩 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
散情况是十分必要的。2008年，赤拟谷盗基因组计划完成（Tribolium Genome Sequencing Consortium，2008）,为其10条染色体序列提供了丰富的遗传信息资料，这为从种群遗传学角度研究赤拟谷盗的遗传多样性和遗传结构提供了契机。通过分子手段研究赤拟谷盗种群遗传多样性，可以获得有关种群扩散、物种起源等方面的翔实证据。通过明确不同种群赤拟谷盗遗传距离和地理距离的相关性，可以获得赤拟谷盗的基因型的分布模式。
上个世纪六十年代，等位酶蛋白凝胶电泳分析方法的建立被认为是分子生态学诞生的标志。目前，等位酶标记技术因为其数据不易获得和缺乏代表性已基本被DNA分子标记技术取代。而微卫星分子标记技术因为其重复性好、多态性高等优点，已经成为种群遗传学研究的重要手段。微卫星DNA是由核心序列和侧翼序列组成，广泛分布于昆虫核基因组中，也发现存在于一些物种的线粒体基因组中。其核心序列由16个简单核苷酸的重复单位串联而成。微卫星核心序列突变要比大多数其他类型的基因序列要快得多，不同微卫星位点间突变速率也存在较大的差异，这是微卫星可以作为标记使用的关键。不同物种的微卫星侧翼序列差异很大，对于不同的物种，需要进行专门的微卫星位点开发工作（孙荆涛等，2012），但微卫星的开发过程十分繁琐。因此，根据已报道的微卫星引物来展开筛选工作，寻找稳定扩增且多态性高的微卫星标记已经成为微卫星位点应用的重要技术手段（Kim等，2008）。郑燕利用已经报道的微卫星位点研究了山东和陕西12个种群的梨小食心虫的遗传多样性和遗传结构，发现陕西省的5个种群和山东省的7个种群遗传结构不同，而山东和陕西省内的不同种群之间具有相似的遗传结构（郑燕，2014）；冯建彬等利用微卫星标记技术分析了洪泽湖水域的9个野生种群日本沼虾，发现其遗传多样性丰富，群体间FST及AMOVA 分析表明，种群遗传分化明显（冯建彬，2010）。
赤拟谷盗有关其生物学和生态特征、综合防治和抗性等方面已有较多的报道，但国内关于赤拟谷盗种群遗传分化方面仍缺乏深入研究。Jeffery等研究赤拟谷盗基因组序列，一共发现了超过12000个1bp6bp特征序列的微卫星位点，最后罗列了509个能够被应用的微卫星位点，Douglas等从中选取15个微卫星位点研究了拉丁美洲、非洲、亚洲部分地域间赤拟谷盗的遗传结构，明确了这些种群之间的遗传距离和地理距离间没有相关性。本研究从已经报道的赤拟谷盗微卫星位点中筛选适用于国内赤拟谷盗种群遗传学研究微卫星位点，优化相关反应条件和反应体系；研究分析我国多个地区赤拟谷盗遗传多样性和遗传分化情况，为研究赤拟谷盗的成灾机理提供种群遗传学方面的数据。
1 材料与方法
1.1赤拟谷盗种群采集
赤拟谷盗不同种群采自全国8个地区，每个地区选择一个采样点，不同的采样地区视为不同种群，计8个种群，具体信息如表1。
表1 赤拟谷盗不同地理种群样本信息
Table 1 Sampling information of T. Castaneum of different geographic populations
采集地点
Sampling location
种群代码
Population code
样本数量
Number
采集时间
Sampling date
地理坐标
Latitude（N）/Longitude（E）
江苏南京
NJ
50
2015年6月
32.07/118.74
江苏南通
NT
50
2015年6月
31.98/120.90
浙江宁波
NB
50
2015年6月
29.87/121.54
广东茂名
MM
50
2015年6月
21.66/110.93
新疆昌吉
CJ
50
2015年12月
86.82/44.19
海南三亚
SY
50
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