我國(guó)東北地區(qū)落葉松八齒小蠹的遺傳變異-基于COI基因和化學(xué)生態(tài)學(xué)的證據(jù).pdf

1、落葉松八齒小蠹是我國(guó)東北地區(qū)落葉松的主要蛀干害蟲(chóng)，由于該蟲(chóng)體型小、生活隱蔽、繁殖迅速，防治比較困難，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及生態(tài)破壞，因此對(duì)該蟲(chóng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)與防治刻不容緩。但關(guān)于該蟲(chóng)的分子地理系統(tǒng)學(xué)，聚集信息素及寄主信息化學(xué)物質(zhì)的研究不夠系統(tǒng)。因此，本研究主要結(jié)合我國(guó)東北地區(qū)落葉松八齒小蠹分子地理系統(tǒng)學(xué)的研究，利用觸角電位儀(EAG)和氣相色譜-觸角電位儀聯(lián)用技術(shù)(GC-EAD)分析不同種群的落葉松八齒小蠹觸角對(duì)其聚集信息素響應(yīng)的異同;利用

2、其聚集信息素主要成分不同配比制作的誘芯在東北地區(qū)6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行野外引誘試驗(yàn)，揭示不同種群落葉松八齒小蠹對(duì)其聚集信息素野外行為反應(yīng)的異同;采用頂空吸附采樣法采集落葉松八齒小蠹不同寄主華北落葉松、興安落葉松和長(zhǎng)白落葉松樹(shù)干和針葉的萜烯類(lèi)揮發(fā)物，正己烷洗脫后利用手性氣相色譜柱通過(guò)氣相色譜及質(zhì)譜進(jìn)行定量定性分析，采用EAG和GC-EAD分析不同寄主背景下的落葉松八齒小蠹對(duì)寄主單萜類(lèi)成分的選擇性和敏感性;利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析

3、不同地理種群的落葉松八齒小蠹以及其他種小蠹的體壁碳?xì)浠衔锍煞?，進(jìn)一步揭示落葉松八齒小蠹的遺傳變異及探討體壁碳?xì)浠瘜W(xué)物成分作為化學(xué)分類(lèi)特征物質(zhì)的適用性。分析結(jié)果如下:
　　 (1)不同地理種群的落葉松八齒小蠹線(xiàn)粒體DNA片段分析發(fā)現(xiàn)，總共撿測(cè)到27個(gè)單倍型，其中單倍型HT2，HT5，HT1，和HT6出現(xiàn)的頻率最高，單倍型HT2可以被認(rèn)為是中國(guó)東北地區(qū)落葉松八齒小蠹最古老的單倍型。HSJL和EDJL主要共享單倍型HT5，該地區(qū)并未

4、發(fā)現(xiàn)單倍型HT2。較低種群內(nèi)平均核酸變異度(0.6％)說(shuō)明落葉松八齒小蠹并沒(méi)有產(chǎn)生獨(dú)立的地理亞種，同時(shí)發(fā)現(xiàn)分子變異與地理位置、氣候和寄主密切相關(guān)。
　　 (2) EAG劑量反應(yīng)表明，落葉松八齒小蠹觸角對(duì)聚集信息素主要成分97％-(S)-(-)-小蠹烯醇和97％-(S)-(+)-小蠹二烯醇的電生理靈敏度為0.1μg，且觸角響應(yīng)值在六個(gè)地理種群間無(wú)顯著性差異;100μg量刺激下達(dá)到飽和水平，但是此時(shí)的觸角響應(yīng)值在六個(gè)地理種群間有顯著

5、性差異。50ng量刺激時(shí)，不同種群間落葉松八齒小蠹對(duì)R）-(-)-和(S)-(+)-小蠹二烯醇的EAD響應(yīng)不同，主要可分為與地理位置與氣候帶相關(guān)的兩個(gè)類(lèi)群:類(lèi)群1包括廣興、五岔溝、根河種群;類(lèi)群2包括伊春、二道白河、撫順?lè)N群;同時(shí)發(fā)現(xiàn)類(lèi)群2的EAD響應(yīng)值顯著高于類(lèi)群1;所有供試個(gè)體都檢測(cè)到對(duì)(S)-(-)-小蠹烯醇EAD反應(yīng)，且反應(yīng)最強(qiáng)(0.35-0.73);而對(duì)所有供試個(gè)體對(duì)(R）-(+)-小蠹烯醇都無(wú)EAD活性。
　　 (3

6、)在所有地區(qū)誘芯為(-97/+3)-小蠹烯醇和(-3/+97)-小蠹二烯醇1∶1組合時(shí)引誘效果最強(qiáng)，而對(duì)于增加(-3/+97）-小蠹烯醇和（-97/+3）-小蠹二烯醇的比例對(duì)落葉松八齒小蠹的聚集均有一定的抑制效應(yīng)，但是不同地區(qū)的抑制作用強(qiáng)弱不同。
　　 (4)共鑒定出12種揮發(fā)性單萜烯成分，3種落葉松釋放的主要單萜烯成分是s-(-)-α-蒎烯、r-(+)-α-蒎烯、(+)-3-蒈烯、r-(+)-β-蒎烯和s-(-)-β-蒎烯，其

7、占揮發(fā)性萜烯成分的80％以上。
　　 (5)落葉松八齒小蠹對(duì)對(duì)-傘花烴，(+)-3-蒈烯，s-(-)-α-蒎烯、(+)-檸檬烯、γ-萜品烯和萜品油烯表現(xiàn)出EAD活性;不同寄主背景下的落葉松八齒小蠹觸角對(duì)寄主揮發(fā)物成分在100ng量刺激時(shí)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的響應(yīng):對(duì)(+)-3-蒈烯、(+)/（-）-檸檬烯及香葉烯的反應(yīng)都比較強(qiáng)烈，但不同地區(qū)已產(chǎn)生顯著差異，而對(duì)(+)/(-)-莰烯反應(yīng)比較弱，各地區(qū)間并沒(méi)有顯著差異;EAG劑量測(cè)試表明隨著

8、刺激濃度的增加，觸角電位響應(yīng)值增強(qiáng);觸角對(duì)單萜類(lèi)物質(zhì)的生物活性強(qiáng)弱與健康樹(shù)體揮發(fā)物成分比例不相關(guān)，這可能是落葉松八齒小蠹一般不取食健康寄主的原因。
　　 (6)不同種昆蟲(chóng)的體壁碳?xì)浠衔镌诮M成和比例都存在顯著的差異，并無(wú)明顯的雌雄二型性，同時(shí)不同地理種群間的落葉松八齒小蠹體壁成分也有一定的差異。體壁碳?xì)浠衔锏闹饕泻谆ф湹耐闊N組成，其次是正烷烴。體壁碳?xì)浠衔镞m合作為昆蟲(chóng)分類(lèi)的化學(xué)特征物質(zhì)，并適用于種及種以上水平的物種系統(tǒng)