长颚斗蟋翅二型雄虫精子竞争能力的研究

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翅多型现象广泛存在于各类昆虫中,一般认为翅多型昆虫存在飞行与繁殖的生理权衡,对雌虫的研究结果均支持上述观点,但雄虫的研究报道较少。本研究以翅二型长颚斗蟋Velarifictorus aspersus为材料,通过转录组技术获取微卫星位点序列,并对微卫星位点进行多态性筛选和遗传分析。通过匹配不同翅型雄虫与长翅型或短翅型雌虫交配,记录精包附着时间、产卵量和孵化率。待若虫孵化后,提取亲本子代DNA作为模板,从23个长颚斗蟋多态性微卫星引物中选出扩增效果最好且多态性较高的10个位点进行亲子鉴定,同时检测不同翅型雄虫的精子数量和存活率。主要研究结果如下:(1)4个长颚斗蟋转录组样本共获得30.79Gb,从中搜索到7878个微卫星位点。随机挑选以三到六碱基为重复单元的64个微卫星位点序列进行引物设计,通过PCR扩增和毛细管电泳检测初步筛选23个多态性位点。(2)选择24个成虫对23个多态性位点进行遗传学分析,共得到78个等位基因,有效等位基因数Ne为1.1350~3.1531,观测杂合度Ho为0.0455~0.8262,期望杂合度He为0.1189~0.8090,各个位点多信息含量PIC在0.1151~0.7808之间,有8个位点极显著的偏离Hardy-Weinberg平衡(P<0.01),2个位点显著偏离(P<0.05),13个位点均符合Hardy-Weinberg平衡。同时利用6种其他蟋蟀验证39对长颚斗蟋微卫星引物的通用性结果显示这些引物在斗蟋属中适用性高于非斗蟋属,其中Vasp-05、Vasp-24、Vasp-60引物在所测试的蟋蟀中都能有效扩增,为长颚斗蟋微卫星跨物种应用提供参考价值。(3)用于长颚斗蟋亲子鉴定的10个多态性位点的多态信息含量PIC在0.232~0.704之间,平均多态信息含量PIC为0.4122;非亲权排除率会随着微卫星位点数量的增加而增大,其中当利用这10个位点且双亲皆为未知时,父母本组合累计非亲权排除率最高(CPE-PP=0.9876);短翅型雌虫与长翅型雌虫在产卵量(t测验:t=1.655,p=0.1121)和孵化率(t测验:t=0.7338,p=0.4708)无明显差异;与短翅型雌虫交配时,第一交配顺序的长翅型雄虫与第二交配顺序的短翅型雄虫或者第一交配顺序的短翅型雄虫与第二交配顺序的长翅型雄虫在子代比例上无显著性差异;与长翅型雌虫交配时,第一交配顺序的长翅型雄虫与第二交配顺序的短翅型雄虫或者第一交配顺序的短翅型雄虫与第二交配顺序的长翅型雄虫在子代比例上也无显著性差异;在短翅型或长翅型雌虫交配时,短翅翅雄虫和长翅型雄虫的精包在附着时间上没有显著性差异;长颚斗蟋的短翅型雄虫与长翅型雄虫精包内的精子数量与存活率没有显著性差异。上述结果证明了通过转录组技术确实能高效地开发大量长颚斗蟋微卫星位点且筛选出的10个多态性微卫星位点可以用于长颚斗蟋的亲子鉴定。同时也表明了短翅型雄虫与长翅型雄虫在精子竞争能力这一方面是无明显差异,且它们的精子竞争模式也呈现出最后雄性精子优先。
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