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基于线粒体COI基因研究松毛虫部分种类亲缘关系

作　者: 贾玉迪
导　师: 孔祥波
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 森林保护学
关键词: 松毛虫系统发育 COI 亲缘关系遗传标记
分类号: S763.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要

为了研究松毛虫属7个主要种类的系统发育和亲缘关系,作者总结了前人的研究方法,对近年来的技术进展和应用情况做了综述,并对7个种类的松毛虫线粒体COI基因进行了测序。另外,对部分松毛虫线粒体基因COII、ND1、Cytb、16S和核糖体内转录间隔区ITS1和ITS2部分序列以及核基因延伸因子EF-1a进行了初步研究,结果如下:马尾松毛虫、油松毛虫、赤松毛虫和落叶松毛虫的线粒体COI基因部分序列均为636bp,碱基的平均频率为A=34.75%,T/U=34.75%,C=15.25%,G=15.25%。马尾松毛虫遗传多样性最高(核酸多样度为3.93%),落叶松毛虫最低(0.629%)。4种松毛虫间的遗传距离由远及近为落叶×赤(0.083)>落叶×马尾(0.068)>落叶×油(0.066)>赤×油(0.057)>马尾×赤(0.054)>马尾×油(0.012)。系统树上不能显著区分油松毛虫和马尾松毛虫,两者为同一物种。COI结果支持目前的分类系统。COI基因能够用于4种松毛虫之间的亲缘关系研究,适合作为种间的分子分类标记应用于松毛虫属昆虫分类鉴定。利用COI序列推测马尾松毛虫、文山松毛虫、油松毛虫、赤松毛虫、落叶松毛虫、思茅松毛虫和云南松毛虫的进化顺序。经过替代模型和参数筛选,最佳模型和参数为T92+G (Tamura 3-parameter)。将黄褐天幕毛虫作为外群,用MEGA5.0软件分别使用NJ和MP方法构建系统发育树,结果显示两个系统树是一致的。7种松毛虫形成两个分支,一支为思茅松毛虫和云南松毛虫,其余的5种松毛虫形成另一个分支,马尾松毛虫和其它3个地理亚种聚到一起,再和落叶松毛虫聚到一起。结合COI的遗传距离,七种松毛虫演化顺序推测如下:马尾松毛虫、油松毛虫、赤松毛虫和落叶松毛虫拥有共同的祖先;思茅松毛虫和云南松毛虫拥有共同的祖先。油松毛虫和云南松毛虫出现的时间接近;赤松毛虫、落叶松毛虫和思茅松毛虫出现的时间接近,比油松毛虫晚;思茅松毛虫和马尾松毛虫不是由同一祖先演化而来。结合杂交遗传学、化学生态学和地统计学证实,松毛虫属昆虫的系统进化和地理分布有着必然的联系。线粒体基因COII结果和COI一致,均可以用于松毛虫种间的系统发育研究;而Cytb的结果和其他基因有较大差异。ND1得到的序列太短,包含的信息少,需要重新设计引物再进行研究。核糖体基因ITS1序列和ITS2序列相比较,ITS2更适合于松毛虫种下分化的研究。而16S由于较高的保守性,不适合应用在松毛虫种间水平的研究。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
第一章绪论  13-32
  1.1 引言  13
  1.2 遗传多样性和系统发育的研究方法综述  13-23
    1.2.1 遗传多样性的概念  13-14
    1.2.2 遗传标记  14-18
    1.2.3 基因标记  18-20
    1.2.4 小结  20-21
    1.2.5 常用的分子生物学分析软件  21-23
  1.3 rDNA-ITS 在昆虫学中的应用综述  23-26
  1.4 松毛虫属部分种类亲缘关系和遗传变异研究进展  26-30
    1.4.1 松毛虫主要种类及分布  26-27
    1.4.2 松毛虫亲缘关系研究方法  27-30
    1.4.3 小结  30
  1.5 研究目标与内容  30-32
    1.5.1 目标与内容  30
    1.5.2 技术路线  30-31
    1.5.3 项目来源与经费支持  31-32
第二章材料与方法  32-40
  2.1 供试材料  32-34
  2.2 DNA 提取、扩增  34-40
    2.2.1 DNA 提取  35-36
    2.2.2 PCR 扩增的引物和条件  36-39
    2.2.3 产物检测、序列测定与分析方法  39-40
第三章基于线粒体COI 基因序列差异探讨4 种松毛虫的分类地位  40-55
  3.1 引言  40-41
  3.2 材料与方法  41-42
  3.3 结果与分析  42-53
    3.3.1 序列碱基组成  44-50
    3.3.2 系统发育分析  50-53
  3.4 讨论  53-55
第四章根据COI 序列差异推测4 种松毛虫的演化顺序  55-61
  4.1 材料与方法  55-56
  4.2 结果与分析  56-59
    4.2.1 模型筛选和中性检验  56
    4.2.2 系统发育树的构建  56-59
  4.3 讨论  59-61
第五章马尾松毛虫及近缘种ITS1 和ITS2 的基因差异初步研究  61-73
  5.1 材料与方法  61
  5.2 结果与分析  61-71
    5.2.1 基于ITS1 的序列分析  61-66
    5.2.2 基于ITS2 的序列分析  66-71
  5.3 讨论  71-73
第六章其它几种基因的初步研究  73-81
  6.1 COII  73-75
  6.2 Cytb  75-77
  6.3 ND1  77-78
  6.4 16S  78-80
  6.5 EF-1a  80-81
第七章结论与讨论  81-83
  7.1 结论  81-82
  7.2 讨论及展望  82-83
参考文献  83-91
在读期间的学术研究  91-92
致谢  92-93
摘要  93-95
Abstract  95-96

基于线粒体COI基因研究松毛虫部分种类亲缘关系

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