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南京地区西花蓟马Frankliniella occidentalis （Pergande）的发生调查及其线粒体基因组研究

作　者: 严丹侃
导　师: 范加勤；刘贤进
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 西花蓟马南京扫描电镜 PCR 鉴定线粒体基因组序列分析
分类号: S433
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)是世界上重要的农作物害虫和检疫对象,我国于2003年在北京首次发现。本研究通过光学显微观察和扫描电子显微镜观察,对南京地区54种植物花器中蓟马种类进行了调查鉴定,根据已报道的西花蓟马和烟蓟马线粒体COI基因序列设计特异性引物,建立了西花蓟马PCR快速检测方法,利用LA-PCR技术测定了西花蓟马的线粒体基因组全序列,并进行了分析,结果如下：1.首次在南京地区发现外来入侵物种西花蓟马。通过光学显微镜和扫描电子显微镜形态特征观察和线粒体基因组的COI基因分子检测,证实西花蓟马在南京已普遍发生,在调查的54种植物中,25种有西花蓟马发生,西花蓟马种群数量达蓟马总量20%的有11种植物,超过30%有5种。西花蓟马不仅在园林植物上发生,在蔬菜作物部分品种上的种群数量也已经达到一定规模,如番茄、辣椒等。2.利用扫描电子显微镜观察,提高了西花蓟马形态鉴定的准确性,可以充分显示扫描电镜在观察细微结构上的优势,如：触角各节、头和前胸背片,腹部第Ⅷ节背片等的观察,获得了光学显微镜图片较难达到的昆虫体表细微结构的立体信息。3.本研究采用摘取整个花器的方法采集蓟马,可以获得花器中的全部虫源,能够准确的获得访花蓟马的种群数量,另一方面,通过寄主花器的室内鉴别,可以准确认定寄主植物的种类,克服了以往采用的盆拍法采集虫源,难以获得全部蓟马样本和现场判别寄主可能出错的不足。4.PCR快速检测研究表明,该方法灵敏度高、特异性强,不仅可以检测到单粒蓟马卵,甚至1/120头的成虫仍可准确检测。本研究设计的西花蓟马和烟蓟马的特异性引物,不仅能够分别准确检测西花蓟马和烟蓟马,还可将与其亲缘关系较近的蓟马种类区分开。5.西花蓟马线粒体基因组为闭合环状结构,序列全长14 889 bp,碱基组成分别为6101 A(40.98%),1 646 C(11.06%),5 452 T(36.62%),1 690 G(11.35%)；由13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和3个控制区组成。其中,3个蛋白质编码基因和3个tRNA基因由L链编码,其余基因均由H链编码。蛋白质基因的起始密码子均为典型的起始密码子ATN。ND1、ATP8、ND4和ND4L基因使用了不完全终止密码子T。本研究利用西花蓟马线粒体全基因组序列,预测了22个tRNA基因的二级结构。

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摘要 6-8ABSTRACT 8-10上篇文献综述 10-29 第一章西花蓟马 11-17 1. 西花蓟马的分布及其危害 11-12 2. 西花蓟马生物学和形态学特征 12-13 3. 西花蓟马的形态学鉴定 13-14 4. 西花蓟马的抗药性及其防治 14-17 第二章昆虫线粒体基因组研究及其应用 17-29 1. 基本特征 17 2. 遗传与进化特点 17-18 3. 在昆虫系统学和分子鉴定中的应用 18-19 4. 线粒体基因组的组成 19-21 4.1 tRNA基因 19-20 4.2 蛋白质编码基因 20 4.3 rRNA基因 20-21 4.4 A+T丰富区 21 5. COI基因的简介 21-24 5.1 COI的结构 21 5.2 COI基因的遗传和进化特点 21-22 5.3 COI基因在系统发育和物种鉴别方面的应用 22-23 5.4 DNA Barcoding简介 23-24 6. 16SrRNA基因的简介 24-25 6.1 16SrRNA基因结构 24 6.2 16SrRNA基因的进化特点 24 6.3 16SrRNA基因在昆虫分子系统学中的应用 24-25 7. 蓟马分子鉴定的研究概况 25 8. 线粒体基因组全序列的扩增方法——长片段PCR技术 25-29 8.1 长片段PCR技术简介 25 8.2 长片段PCR技术的由来 25-26 8.3 长片段PCR技术的原则和方法 26-27 8.4 长片段PCR技术的应用 27-29下篇研究内容 29-57 第一章南京地区西花蓟马发生调查及其分子检测 31-43 1 材料与方法 32-36 1.1 蓟马的采集 32 1.2 试虫采集方法 32 1.3 玻片标本的制作 32-33 1.4 扫描电子显微镜样品的制备 33 1.5 形态学鉴定 33-34 1.6 试虫的室内饲养 34 1.7 不同虫态西花蓟马的获得 34 1.8 DNA的提取 34-35 1.9 DNA的稀释 35 1.10 引物设计 35 1.11 PCR反应体系 35 1.12 PCR反应程序 35-36 1.13 PCR扩增产物电泳、回收及测序 36 2 结果与分析 36-42 2.1 西花蓟马形态学鉴定 36-38 2.2 西花蓟马的分子鉴定 38-40 2.3 南京地区西花蓟马寄主调查结果 40-42 3 讨论 42-43 第二章西花蓟马线粒体全基因组的测定与分析 43-57 1 材料与方法 44-47 1.1 材料 44 1.2 DNA的提取 44-45 1.3 引物设计 45 1.4 PCR反应体系 45-47 1.5 PCR扩增产物电泳、回收及测序 47 1.6 序列分析 47 2 结果与分析 47-54 2.1 PCR扩增产物电泳结果 47-48 2.2 基因组结构 48-49 2.3 核苷酸的组成 49 2.4 各编码蛋白质基因比较 49-50 2.5 转运RNA(tRNA) 50-54 2.6 核糖体RNA(rRNA) 54 2.7 A+T丰富区 54 3 讨论 54-57参考文献 57-67附录 67-73攻读硕士期间发表或待发表论文情况 73-75致谢 75

南京地区西花蓟马Frankliniella occidentalis （Pergande）的发生调查及其线粒体基因组研究

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