检疫性乳白蚁系统发育及分子鉴定技术研究

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乳白蚁Coptotermes Wasmann隶属等翅目鼻白蚁科(Isoptera:Rhinotermitidae),是全世界危害最严重的一类白蚁,我国将乳白蚁属非中国种Coptotermes spp. (non-Chinese)列为进境检疫性有害生物。白蚁形态分类鉴定非常困难,特别是乳白蚁属下各种形态非常相似,鉴别难度更大。本文利用分子生物学方法,对我国口岸截获及国内部分乳白种的线粒体COⅡ和核基因rDNA-ITS序列进行了序列克隆及系统发育研究,构建系统树分析其进化关系,在此基础上针对ITS基因设计特异性引物和探针,建立了曲颚乳白蚁的分子鉴定体系。统计了我国1990年至今截获的乳白蚁种类,对主要种类进行了形态特征描述。我国已截获24种乳白蚁,其中曲颚乳白蚁C. curvignathus截获率最高。对部分种类兵蚁的形态比较结果表明,不同种之间的形态特征非常相似,部分近似种从毛数、颜色等特征无法区分,而同种不同地理种群之间的测量数据也会出现较大波动。利用基因克隆测序分析了7种乳白蚁17个种群的COⅡ基因和18个种群的ITS基因,并进行了遗传变异和进化关系分析。COⅡ和ITS序列的碱基组成不同:COⅡ序列的AT含量(61.2%)高于CG,而ITS序列的CG含量(62.2%)高于AT,二者序列的变异均为颠换多于转换。属内种间的COⅡ和ITS同源性分别为88.8%-95.9%、95.1%-98.5%,遗传距离分别为0.041-0.113和0.015-0.038;塞庞乳白蚁C. sepangensis和曲颚乳白蚁C. curvignathus的COⅡ基因分析的同源性和遗传距离分别为98.8%-99.8%和0.002-0.006,进化树中高度聚集。系统发育与遗传变异分析的结果得出ITS区序列更适合作为种类鉴定的标记基因。基于种内高度保守而种间变异较大的ITS区设计特异性引物和探针,建立曲颚乳白蚁C. curvignathus的常规PCR和实时荧光定量PCR鉴定方法。两种方法特异性强,灵敏度分别可达到1 ng/μl和0.1 pg/μl,并且稳定性好,均能很好的鉴定曲颚乳白蚁C. curvignathus,将其和近似种区分。本研究结果对乳白蚁分子鉴定和系统发育研究,以及我国口岸针对曲颚乳白蚁检疫工作的开展具有重要意义。
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